JP2002222691A - 発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透光性、耐熱性、パッシベーション性（ガス
バリアー性、オリゴマー吐出防止性、アウトガス低
減）、耐吸水（湿）性、化学劣化安定性、寸法形態安定
性、表面反射防止性、電気絶縁性、耐紫外光劣化性、ひ
いては耐候性に優れ、常圧下での成膜が可能であるなど
生産性に優れた基材、保護部材を有する発光素子を提供
し、ひいては信頼性が高く、製造が容易で、しかも低コ
ストの発光素子を提供する。 【解決手段】 可撓性、透光性および耐熱性を有する基
材１と、その上に形成された光透過性を有する下部電極
４、発光層４、上部電極４とを有し、さらに少なくとも
発光層４からみて基板側、あるいは基板の反対側の双方
にポリシラザンを塗布し酸化処理して得られたシリカ膜
および／またはシリカ系膜３を有する構成の発光素子と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可撓性を有し、透
光性、耐候性、耐熱性、電気絶縁性を有し、パッシベー
ション性が向上した基材ないし保護部材を備えた発光素
子、特にこれを用いた有機ＥＬ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、錫ドープ酸化インジウ
ム（ＩＴＯ）などのホール注入電極上に、トリフェニル
ジアミンなどのホール輸送材料を成膜し、さらにアルミ
キノリノール錯体（Alq3）などの蛍光物質を発光層とし
て積層し、さらにＭｇなどの仕事関数の小さな金属電極
（電子注入電極）を形成した基本構成を有する素子で、
１０Ｖ前後の電圧で数１００から数１０，０００cd/m²
と極めて高い輝度が得られる。

【０００３】このような有機ＥＬ素子の基材として、携
帯機器への応用などの面で樹脂フィルム等の可撓性を有
する材料が注目されている。可撓性を有する基材とし
て、ポリイミド、アラミドフィルム等の高耐熱性フィル
ムを基材に用いる場合、これらのフィルムは親水性が強
いためフィルムの吸水あるいは吸湿によるアウトガスが
原因となって、電極材、ＥＬ膜等の薄膜の膜質低下が問
題となる。また、基材を含む薄膜積層体のカール、ソ
リ、ベコが生じたり、熱収縮率、線膨張率係数等の寸
法、形状変形に対する因子に対しては悪影響を及ぼす。

【０００４】一方、有機ＥＬ素子を用いたディスプレイ
として、蛍光材料で構成された蛍光変換層および／また
はカラーフィルター層を用いて青、緑、赤の３元色を得
るといったカラーディスプレイへの応用が検討されてい
る。

【０００５】単一の発光層と、蛍光材料で構成された蛍
光変換層および／またはカラーフィルター層とを組み合
わせてカラーディスプレイとする方法は、単独の有機Ｅ
Ｌ素子のみで構成できるため、構成が単純で安価である
ばかりか、蛍光変換層および／またはカラーフィルター
層をパターン形成することによりフルカラー化できる点
で優れた方式といえる。

【０００６】しかし、有機ＥＬ構造体上に所定のパター
ンで蛍光変換層および／またはカラーフィルター層を設
けることは、パターニング技術や有機ＥＬ構造体へのダ
メージ等の点から極めて困難である。また、基板上に蛍
光変換層および／またはカラーフィルター層をパターン
形成し、その上に有機ＥＬ構造体を積層すると、段差が
できているので、断切れ（膜の不連続部分）が生じた
り、配線がつなげられなくて電流が流れないために、有
機ＥＬ素子として機能しなくなってしまう等といった問
題や、これらの蛍光変換層および／またはカラーフィル
ター層からの水分、ガスにより有機層や電極がダメージ
を受けたり、腐食するといった問題を生じていた。

【０００７】このような問題を解決する手段として、蛍
光変換層および／またはカラーフィルター層上にさらに
オーバーコート層を形成するといった手法も取られてい
るが、依然として水分、ガスにより有機層や電極がダメ
ージを受けたり、腐食するといった問題が残る。

【０００８】一方、パッシベーション膜を形成するとい
った検討も種々なされているが、膜の水分、ガス透過防
止効果が十分でなかったり、表面平坦性に問題があった
り、成膜時の条件が下地となる蛍光変換層および／また
はカラーフィルター層、オーバーコート層等にダーメジ
を与えるものであったりして実用的でないといった問題
を有していた。

【０００９】また、特に真空プロセスでパッシベーショ
ン膜を成膜する場合、上記問題点を克服するためにパッ
シベーション膜の膜厚を厚くする方法も考えられる。し
かし、膜厚の厚いパッシベーション膜は、製造に時間が
かかり、生産性が悪く、しかもドライプロセスで製造さ
れた膜は内部応力が大きく、得られたパッシベーション
膜にクラックが入るなどして、パッシベーションの効果
を発揮することができなくなるといった問題を有してい
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、透光
性、耐熱性、パッシベーション性（ガスバリアー性、オ
リゴマー吐出防止性、アウトガス低減）、耐吸水（湿）
性、化学劣化安定性、寸法形態安定性、表面反射防止
性、電気絶縁性、耐紫外光劣化性、ひいては耐候性に優
れ、常圧下での成膜が可能であるなど生産性に優れた基
材、保護部材を有する発光素子を提供することであり、
ひいては信頼性が高く、製造が容易で、しかも低コスト
の発光素子を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
の本発明によって達成される。 （１） 少なくとも透光性および耐熱性を有する基材
と、その上に形成された光透過性を有する下部電極と、
発光層と、上部電極とを有し、さらに少なくとも発光層
からみて基板側、あるいは基板の反対側の双方にポリシ
ラザンを塗布し酸化処理して得られたシリカ膜および／
またはシリカ系膜を有する発光素子。 （２） 前記基材は、ガラスもしくは樹脂材料で形成さ
れている上記（１）の発光素子。 （３） 少なくとも基材と発光層の間に前記シリカ膜お
よび／またはシリカ系膜を有する上記（１）の発光素
子。 （４） 前記基材上にＴＦＴが形成されており、このＴ
ＦＴ上に発光層を有する上記（３）の発光素子。 （５） 少なくとも基板の両側に前記シリカ膜および／
またはシリカ系膜を有する上記（１）〜（４）のいずれ
かの発光素子。 （６） 前記シリカ膜および／またはシリカ系膜は、加
熱および／または加湿下で酸化処理されている上記
（１）〜（５）のいずれかの発光素子。 （７） 前記ポリシラザンおよび／またはその変性物
は、下記構造式で表される構造単位を有する上記（１）
〜（６）のいずれかの発光素子。

【００１２】

【化２】

【００１３】〔Ｒ¹ ，Ｒ² およびＲ³ は、アルキル基を
表す。但し、Ｒ¹ ，Ｒ² およびＲ³の少なくともいずれ
かは水素原子である。〕 （８） 前記アルキル基の総炭素数が６以下である上記
（７）の発光素子。 （９） 前記シリカ膜および／またはシリカ系膜は、数
平均分子量１００〜５００００のポリシラザンおよび／
またはその変性物がセラミック化された膜である上記
（７）または（８）の発光素子。 （１０） ＥＬ素子である上記（１）〜（９）のいずれ
かの発光素子。

【００１４】(１)によると真空中で熱処理してより安定
なＳｉ₃Ｎ₄膜を得ることができる。

【００１５】(２）（３)によるとカラーフィルターと透
明下部電極の間にＳｉＯ_xＮ_y膜を形成することで、カラ
ーフィルター等からのアウトガスから素子を保護するこ
とができる。

【００１６】(４)（５）によると基板から発生するガス
をPASSIVATION膜で押さえることができる。

【００１７】（６）によると厚いPASSIVATION膜でも、
スパッタ等の真空装置を使わないで、容易に形成でき
る。

【００１８】（７）（８）（９）によると膜の柔軟性が
向上し、０．５ミクロンでクラックが入ったものが、
１．０ミクロンでもクラックが入らないようになる。ま
た、アルキルとしてはメチル基等のシンプルなものが好
ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２０】本発明の発光素子は、基材の少なくとも一
方の面に、ペルヒドロポリシラザン等のポリシラザン
を、例えばキシレン等に溶解した塗布液を塗布し、酸
化、つまり水蒸気酸化するか、それとは別に、あるいは
それと同時またはその後に空気中熱処理して得られたシ
リカ膜を有するものである。上記の基材は、好ましくは
可撓性を有し、透光性および耐熱性を有する樹脂等の材
料により形成され、各種電子ディバイスのようなコーテ
ィング体の保護部材（例えば保護膜）として存在してい
てもよく、例えば基板のように、その構成部材として存
在していてもよい。

【００２１】例えば樹脂基材上に、上述のようなシリカ
膜を設けた場合、上記樹脂のもつ可撓性を維持したまま
で、耐熱性の向上、表面平坦性の向上、透光性の維持な
いし改善や、基材のパッシベーション性向上、耐吸水
（湿）性、化学劣化性、寸法形態安定性、耐紫外線光劣
化性、さらには表面反射低減性等、多くの特性の向上を
図ることができる。なおかつ、これらの複合作用として
長寿命化、耐候性を付与することができる。すなわち、
水蒸気や酸素透過率が極めて低くなるので、発光素子に
おいては、それらによる性能劣化を防止できるととも
に、長寿命化を図ることができる。また、緻密な膜が得
られるため、強度が向上し、耐食性に優れる。さらに、
平坦な膜が得られるため、透光性とともに、発光素子の
ような電子ディバイスにおいては、光学機能を低下させ
る要因をとはならない。また、基材とシリカ膜との密着
性も良好である。

【００２２】また、基材や基材上に形成された機能膜、
例えばフィルター等の光学機能膜と、その上に形成され
る電極層、発光層等の機能性薄膜とのパッシベーション
を行うことができ、基材や基材上に形成された機能膜か
ら放出される水分、ガスなどからこれらの素子構成層を
保護することができる。

【００２３】また、このようなシリカ膜は、ペルヒドロ
ポリシラザン等のポリシラザン含有塗布液を塗布し、水
蒸気酸化および／または加熱処理（乾燥処理を含む）を
行うことによって得られる。この製造方法は、一般的に
耐熱性が低い樹脂基材に対して、常圧下で、湿式コーテ
ィングといった生産性のよいプロセス技術でシリカ膜の
成膜が可能となる好適な方法である。低温系でシリカ膜
を成膜する方法としてＣＶＤやＰＶＤ法があるが、これ
らに比べると真空成膜装置特有の特別な装置を必要とせ
ず、常圧下の塗布による成膜であるので、製造が容易で
あり、生産性が向上し、コスト面で有利である。このた
め、既にフィルター層等を形成した基材上にも容易に形
成することができ、しかもフィルター層等の下地層に与
えるダメージも極めて少ない。

【００２４】また、可撓性がさほど要求されない用途で
は基材としてガラスを用いてもよく、ソーダガラスに塗
布することにより、Ｎａ⁺イオンの溶出を防ぎ、１００
℃の純水に２４時間程度浸漬しても溶出Ｎａ⁺はポリシ
ラザンよりなるシリカコートにより１．６wt% 以下の無
アルカリガラス並となる。このため、基板ガラスの低コ
スト化を図ることも可能となる。例えば、０．７mm厚の
ソーダライムガラスに、ポリシラザン♯Ｌ１１０の２０
％溶液をウエットで１．５μm 厚にスピンコートし、乾
燥した後、Ｎ₂ 雰囲気下、５００℃、１時間加熱処理を
施すことにより、ガラス内部の成分による汚染が防止で
き、高価な無アルカリ基板と代替することが可能となっ
た。この場合、得られたバリヤー層は、ＳｉＯ₂ 膜より
バリヤ性の良好なＳｉＯ_xＮ_y 化した膜、より詳しくは
ＳｉＯ_x とＳｉＮ_y の混合構造（窒素、酸素比Ｏ／（Ｏ
＋Ｎ）がおよそ５０〜８０％）の膜が一部に認められ
た。

【００２５】本発明に用いる可撓性を有する基材として
は、樹脂材料が好ましい。また、特にガラス転移点Ｔｇ
６５℃以上および／または耐熱温度７０℃以上で透光
性、耐熱性を有する樹脂製の基材が好ましい。

【００２６】透光性、耐熱性を有する樹脂製の基材とし
ては、ポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｔｇ６９
℃）、ポリエチレンナフタレート耐熱フィルム（Ｔｇ１
１３℃）；三フッ化塩化エチレン樹脂〔ＰＣＴＦＥ：ネ
オフロンＣＴＦＥ（ダイキン工業社製）〕（耐熱温度１
５０℃）、ポリビニリデンフルオライド〔ＰＶＤＦ：デ
ンカＤＸフィルム（電気化学工業社製）〕（耐熱温度１
５０℃：Ｔｇ５０℃）、ポリビニルフルオライド（ＰＶ
Ｆ：テドラーＰＶＦフィルム（デュポン社製）〕（耐熱
温度１００℃）等のホモポリマーや、四フッ化エチレン
−パーフルオロビニルエーテル共重合体〔ＰＦＡ：ネオ
フロン：ＰＦＡフィルム（ダイキン工業社製）（耐熱温
度２６０℃）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン
共重合体〔ＦＥＰ：トヨフロンフィルムＦＥＰタイプ
（東レ社製）〕（耐熱温度２００℃）、四フッ化エチレ
ン−エチレン共重合体〔ＥＴＦＥ：テフゼルＥＴＦＥフ
ィルム（デュポン社製）（耐熱温度１５０℃）、ＡＦＬ
ＥＸフィルム（旭硝子社製：Ｔｇ８３℃）〕等のコーポ
リマ等のフッ素系フィルム；芳香族ジカルボン酸（例え
ば、テレフタル酸／イソフタル酸）−ビスフェノール−
Ａ等の２価のフェノールとの共重合芳香族ポリエステル
〔ＰＡＲ：キャスティング（鐘淵化学社製）エルメッ
ク、耐熱温度２９０℃：Ｔｇ２１５℃〕、〔新規ＰＡ
Ｒ”ＭＦシリーズ”（ユニチカ社製）、ＭＦ−２００
０、Ｔｇ２８８℃〕等のポリアリレートフィルム；ポリ
スルホン〔ＰＳＦ：スミライトＦＳ−１２００（住友ベ
ークライト社製）〕（Ｔｇ１９０℃）、ポリエーテルス
ルホン（ＰＥＳ：スミライトＦＳ−５３００（住友ベー
クライト）〕（Ｔｇ２２３℃）等の含イオウポリマーフ
ィルム；ポリカーボネートフィルム〔ＰＣ：パンライト
（帝人化成社製）〕（Ｔｇ１５０℃）、〔ＩＴＯ膜、バ
ッファー膜、積層複合化耐熱性ＰＣフィルム（帝人社
製）ＨＴ−６０、Ｔｇ２０５℃〕；非晶質ポリオレフィ
ン系樹脂［ＡＰＯ（三井化学製）、シクロオレフィン樹
脂；ゼオノア：日本ゼオン（株）（Ｔｇ：１０５〜１６
３℃）］、ファンクショナルノルボルネン系樹脂〔ＡＲ
ＴＯＮ（日本合成ゴム）〕（耐熱温度１６４℃：Ｔｇ１
７１℃）、ポリシクロヘキセン（ＰＣＨＥ：旭化成社
製）Ｔｇ２１８℃；ポリメタクリレート樹脂（ＰＭＭ
Ａ）（三菱レーヨン製や住友化学製：Ｔｇ８０〜１１４
℃）；オレフィン−マレイミド共重合体〔ＴＩ−１６０
（東ソー社製）〕（Ｔｇ１５０℃以上）、パラアラミド
（アラミカＲ：旭化成）（耐熱温度２００℃）、フッ化
ポリイミド（耐熱温度２００℃以上）、ポリスチレン
（Ｔｇ９０℃）、ポリ塩化ビニル（Ｔｇ７０〜８０
℃）、セルローストリアセテート（Ｔｇ１０７℃）等が
挙げられる。

【００２７】このようななかから、目的・用途に応じ
て、適宜選択して用いればよい。特に、環境浄化の目的
などからは非ハロゲン化物が好ましい。具体的には、特
に透明性、耐熱性、寸法安定性が良好なポリエーテルサ
ルホン（ＰＥＳ）樹脂、耐熱性ポリカーボネート樹脂、
非晶質ポリオレフィン系樹脂〔ポリシクロヘキセン（Ｐ
ＣＨＥ）〕、芳香族ポリエステル系樹脂（例えばポリア
リレート樹脂）などが好ましく、これらを少なくとも一
部の基材に用いることが好ましい。特に、一般に吸水性
の強い樹脂はむろんのこと、ＥＬ発光膜はアウトガス成
分の水蒸気、水分に極めて弱く、ポリシラザンによる低
温湿式塗工で得られたシリカおよび／またはシリカ系パ
ッシベーション膜を少なくともフィルム片面表面に設け
ることとの組合せは水分、水蒸気、Ｏ₂ 等のガスバリア
性の向上に有効である。また、長尺広幅フィルム処理、
枚葉バッチ処理共に経済性の観点からも有効である。

【００２８】また、ポリカーボネートフィルムをガスバ
リアー性耐溶剤性層で上下両面コートし、さらにその片
面にＩＴＯ導電膜を設けたＬＣＤ用複合フィルム（帝人
（株）製：エレクリア、ＨＴ−６０）等はそのまま基材
フィルムとして使用可能である。

【００２９】樹脂基材のガラス転移点Ｔｇは６５℃以
上、好ましくは７０℃以上、より好ましくは１８０℃以
上、特に２３０℃以上で、その上限は特に規制するもの
ではないが、通常３５０℃、特に３００℃、さらには２
５０℃程度である。また、耐熱温度ないし連続使用温度
は８０℃以上、好ましくは１６０℃以上、特に２００℃
以上が好ましく、その上限は高いほど好ましく、特に規
制するものではないが、通常２５０℃程度である。しか
し、素子のパッケージ保護部材（例えばラミネートフィ
ルム用樹脂基材）としては８０℃以上あれば使用可能で
ある。樹脂基材の厚さは、目的・用途や、要求される強
度、曲げ剛性等により適宜決められるが、保護部材とし
て用いるときは、通常５〜１５０μm 、好ましくは３５
〜１３５μm の範囲である。樹脂基材は一般には薄くな
ると、表面保護の効果が得難くなり、反対に５００〜１
０００μm 程度に厚くなると、一般にフレキシブル性、
光の透過率が低下する傾向を示す。なお、例えばＰＥＳ
（住友ベークライト製の光学グレード、平滑処理ＦＳ−
１３００系）は５０μm 厚で可視光透過率が、ほぼ９０
％であり、カラーフィルタを視認直近の基板に設けるＥ
Ｌ素子は、このレベルの光透過率で十分使用可能であ
る。

【００３０】なお、透光性を有するとは、可視光領域
（特に素子の発光波長領域）の光の６０％、このましく
は７０％、より好ましくは８０％以上を透過することを
いう。

【００３１】樹脂基材は、その分子配向度を示すＭＯＲ
値（Molecular Orientation Ratio）が、好ましくは
１．０〜３．０、より好ましくは１．０〜２．０、特に
１．０〜１．８が好ましい。ＭＯＲが前記範囲内である
とコーティング体の変形が少なくなる。この分子配向度
を示すＭＯＲ値は、例えばコンパーテック１９９８．３
「マイクロ波分子配向計を応用したフィルム・シートの
品質管理」大崎茂芳、Seikei-Kakou Vol.7 No.11 1995
「二軸伸延に伴う分子配向挙動」図師泰伸・丹羽貴裕・
日比貞雄・永田紳一・谷知等の文献に記載されている。
ＭＯＲ値が大きいほど異方性が大きく、１．０がランダ
ムを表す。

【００３２】分子配向度は、同一の樹脂フィルムであっ
ても、その部位によりＭＯＲ値が異なることがある。特
に二軸伸延法により製造されるフィルムにおいては、伸
延のために保持される端部において配向度が高くなる傾
向にある。このため、分子配向度に優れた樹脂であって
も、使用する樹脂フィルムの各部位について分子配向度
を検査し、上記配向度内となっていることを確認した上
で用いるとよい。

【００３３】ＭＯＲを測定するには、例えば、試料を回
転させながら透過マイクロ波強度を測定することにより
得ることができる。すなわち、一定の周波数のマイクロ
波電界と、高分子物質を構成する双極子との相互作用
は、両者のベクトルの内積に関係し、マイクロ波偏波電
界の中で試料を回転させると、誘電率の異方性により、
透過マイクロ波強度が変化し、結果として分子配向度を
知ることができる。測定に用いるマイクロ波としては、
特に限定されるものではないが、例えば４ＧHz，12ＧHz
等である。このような原理を応用した測定器として、
例えば、新王子製紙（株）社製の分子配向計ＭＯＡ−５
００１Ａ、５０１２Ａ、ＭＯＡ−３００１Ａ・３０１２
Ａ等がある。また、この他にＸ線回折、赤外線二色性、
偏光蛍光法、超音波法、光学法、ＮＭＲ法等により求め
ることもできる。

【００３４】本発明の基材、好ましくは樹脂基材上に塗
工されるシリカ膜は、ポリシラザンおよび／または部分
微少変性体を用いて形成されたものである。このような
シリカ膜の厚さは０．０１〜１５μm 程度であることが
好ましく、さらには０．１〜１０μm 程度であることが
好ましい。このような膜厚とすることで保護膜としての
機能が十分となり、かつ可撓性を要するような用途では
可撓性を保持することが可能である。これに対し、あま
り薄くなりすぎると、保護膜、カラーフィルタオーバー
コート膜として要求される絶縁性、耐熱性表面平坦化性
パッシベーション膜としての機能を果たし得ず、あまり
厚くなると可撓性を要する用途ではそれが阻害されやす
くなる。

【００３５】なお、代表的な湿式塗工でシリカ膜を得る
ゾル−ゲル法は、下記に示すように略完全なシリカ転化
を図るには大気中４５０℃近くの焼成を必要とし、ヒド
ロキシ基、アルコキシ基の脱離による重量減が大きく、
それ故体積収縮が大きく、少なくとも０．５μm 以上の
膜厚ではクラックを生じる。しかし、ポリシラザンおよ
び／またはその部分変性体を用いたシリカ転化では後述
の反応機構のため、シリカ転化時重量増加を生じ、体積
収縮が小さく、シリカ膜転化時に樹脂の耐え得る温度で
十分にしかもクラックを生じ難くなる。

【００３６】

【化３】

【００３７】本発明に用いられるポリシラザンは、下記
に示すように珪素−窒素結合を持つポリマーであり、Ｓ
ｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ等からなるＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ
₄ 、および両者の中間固溶体ＳｉＯ_xＮ_y 等のセラミッ
ク前駆体無機ポリマーである。通常、側鎖が全て水素で
あるペルヒドロポリシラザンが用いられる。ペルヒドロ
ポリシラザンは直鎖構造と６および８員環を中心とする
環構造が存在した構造と推定されている。その分子量
は、数平均分子量（Ｍｎ）で約６００〜２０００程度
（ポリスチレン換算）であり、液体または固体の物質で
あり、分子量により異なる。

【００３８】

【化４】

【００３９】これらは、有機溶媒に溶解した溶液状態で
市販されており、市販品をそのままポリシラザン含有塗
布液として使用することができる。

【００４０】有機溶媒としては、ポリシラザンと容易に
反応してしまうようなアルコール系を用いることは好ま
しくない。具体的には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水
素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化
水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテ
ル類が使用できる。具体的には、ペンタン、ヘキサン、
イソヘキサン、メチルペンタン、ヘプタン、イソヘプタ
ン、オクタン、イソオクタン、シクロペンタン、メチル
シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサ
ン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等
の炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭
素、ブロモホルム、塩化エチレン、塩化エチリデン、ト
リクロロエタン、テトラクロロエタン等のハロゲン化炭
化水素、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、エチ
ルブチルエーテル、ブチルエーテル、ジオキサン、ジメ
チルジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピ
ラン等のエーテル類などがある。

【００４１】これらの溶剤を使用する場合、ポリシラザ
ンの溶解度や溶剤の蒸発速度、溶液の濃度上昇を調節す
るために選択し、目的に合わせ複数の種類の溶剤を混合
してもよい。

【００４２】ポリシラザン含有塗布液中のポリシラザン
の含有量は、目的とするシリカ膜の厚み、塗液のポット
ライフによっても異なるが、０．２〜３５wt% 程度であ
る。

【００４３】有機ポリシラザンは、そのＳｉと結合する
水素部分が一部アルキル基等で置換された誘導体であっ
てもよい。アルキル基、特にもっとも分子量の少ないメ
チル基を有することにより、下地材料との接着性が改善
され、かつ硬くて脆いシリカ膜に靭性を持たせることが
でき、より膜厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑
えられる。前記アルキル基としては、好ましくは炭素数
１〜４のアルキル基、特にシリカ転化後の非晶質シリカ
純度向上とパッシベーション性、熱によるアウトガス発
生、熱膨張等のシリカ本来の長所を減ずることが少ない
点で炭素数１のものが好ましい。しかしながら、塗布の
条件により非水系溶液の粘度を上昇させたり、シリカ膜
の厚膜化を図るためには、炭素数４のターシャリーブチ
ル基等も使用できる。

【００４４】このアルキル基による置換率は、ポリシラ
ザンを、

【００４５】

【化５】

【００４６】〔Ｒ¹ ，Ｒ² およびＲ³ は、アルキル基を
表す。但し、Ｒ¹ ，Ｒ² およびＲ³の少なくともいずれ
かは水素原子である。〕と表したとき、構造単位中の水
素原子の２０％以下がアルキル基、特にメチル基で置換
されていることが好ましく、特に１０％以下、さらには
０．５〜１０％程度が好ましい。

【００４７】このアルキル基を有する誘導体は、ポリシ
ラザンのシリカ膜の下地層としてもよい。すなわち、ア
ルキル基を有するポリシラザン誘導体で下地となる第１
の層を形成した後、さらにポリシラザンで第２の層を形
成し、２層構造とする。このような２層構造は、ガラス
基板にカラーレジストを用い、パターニングされたカラ
ーフィルター層を有している場合や、カラーレジストに
ＵＶ硬化性アクリル樹脂等をオーバーコートした構造の
カラーフィルターに、シリカパッシベーション層を設け
るときの親和性を高める手段として有効である。つま
り、親和性を高めるための第１層を設け、その上にパッ
シベーション性に優れた第２層を形成する。従って、第
１層は下地処理層としてそれほど膜厚は必要とせず、少
なくとも第２の膜厚と同等かそれ以下である。

【００４８】また、第１層のみとして上記プロセスを簡
素化することで、生産性、歩留まり性の向上策として特
にガラス基板を用いる場合、限界膜厚を厚くとれるポリ
シラザンの水素の一部をアルキル基置換したものを用い
るとよい。すなわち、アルキル基置換したものを用いる
と、カラーフィルター層のオーバコート層としての平坦
化と、転化したシリカ膜によるカラーフィルター等から
のアウトガスパッシベイションと同時に、低価格の青板
ガラス基板からのＮａイオンの移行をもパッシベイショ
ンするため、無アルカリガラスを使用しなくても問題は
ない。

【００４９】また、必要に応じて光重合開始剤を含有し
ていてもよい。光重合開始剤を含有することにより、特
に下地の第１層のアルキル基部位をアルキレン基のよう
な反応性２重結合とする場合、シリカ形成反応が促進さ
れ、より緻密なシリカ膜が得られ易くなり、特に第２層
形成の下地膜としての性能が高まる。ペルヒドロポリシ
ラザンは、上記有機シラザンを無機ポリマー本来の特徴
を損なわない範囲で導入することにより、ミクロな無機
フィラー（ＳｉＯ₂ ）と有機ポリマーの複合化を助長す
る。また、”厚膜化”、”安定性向上”、”膜厚限界向
上”、”平坦性向上”に寄与し、特にアクリル系樹脂等
との高い相溶性によるアロイ化を促し、各ドメインが２
００Å程度の大きさで相溶していることが確認されてい
る。

【００５０】光重合開始剤としては、公知〜周知のもの
を使用できる。特に入手容易な市販のものが好ましい。
また、複数の光重合開始剤を使用してもよい。光重合開
始剤としては、アリールケトン系光重合開始剤（たとえ
ば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、アルキルア
ミノベンゾフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベ
ンゾインエーテル類、ベンジルジメチルケタール類、ベ
ンゾイルベンゾエート類、α−アシロキシムエステル類
など）、含イオウ系光重合開始剤（たとえば、スルフィ
ド類、チオキサントン類など）、アシルホスフィンオキ
シド系光重合開始剤、その他の光重合開始剤がある。特
に、アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤の使用が
好ましい。また、光重合開始剤はアミン類などの光増感
剤と組み合わせて使用することもできる。具体的な光重
合開始剤としては、たとえば以下のような化合物があ
る。

【００５１】４−フェノキシジクロロアセトフェノン、
４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブ
チル−トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフ
ェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプ
ロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）
−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１
−（４−ドデシルフェニル）−２−メチルプロパン−１
−オン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル
（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、１−ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−
｛４−（メチルチオ）フェニル｝−２−モルホリノプロ
パン−１−オン。

【００５２】ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチル
エーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソ
プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベ
ンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、ベンゾイル
安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベ
ンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化
ベンゾフェノン、３，３’−ジメチル−４−メトキシベ
ンゾフェノン、３，３’，４，４’−テトラキス（ｔ−
ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、９，１
０−フェナントレンキノン、カンファーキノン、ジベン
ゾスベロン、２−エチルアントラキノン、４’，４”−
ジエチルイソフタロフェノン、α−アシロキシムエステ
ル、メチルフェニルグリオキシレート。

【００５３】４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニル
スルフィド、チオキサントン、２−クロルチオキサント
ン、２−メチルチオキサントン、２，４−ジメチルチオ
キサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジ
クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサント
ン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン。２，４，
６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシ
ド、ベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、２，６
−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、
ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−
トリメチルペンチルホスフィンオキシド。

【００５４】光重合開始剤は、無機のポリシラザンのシ
リカ転化への寄与は少なく、多すぎると転化シリカ膜の
緻密性を損なう。従って、塗布液中、０．０１〜５質量
％程度、有機ポリシラザンではＵＶ硬化樹脂成分１００
重量部に対して２０質量％以下含有していることが好ま
しい。

【００５５】また、必要により反応を促進させるため触
媒を用いてもよい。触媒としては、より低温でポリシラ
ザンを硬化させうる触媒が好ましく、たとえば、金、
銀、パラジウム、白金、ニッケルなどの金属の微粒子か
らなる金属触媒（特開平７−１９６９８６号公報）、お
よびそれらのカルボン酸錯体（特開平５−９３２７５号
公報）が挙げられる。また、触媒をポリシラザン溶液に
添加しておくのではなく、特開平９−３１３３３号公報
に提案されているように、触媒溶液、具体的にはアミン
水溶液等に直接被覆成型物を接触させる、またはその蒸
気に一定時間曝す、などの方法を採用することも好まし
い。

【００５６】ポリシラザンは、前述のとおり、セラミッ
ク前駆体ポリマーであり、これを用いてシリカ膜を形成
するには、大気焼成で４５０℃以上を要するが、ポリシ
ラザンのウェット状態の塗膜を、触媒存在下に水蒸気酸
化、および／または空気雰囲気下加熱酸化を組み合わせ
ることで１００℃以下でも緻密なシリカ膜が得られ、プ
ラスチックフィルム等の耐熱性の低い基板にも成膜でき
る。特に、クラックが入る限界膜厚を厚くとれるメチル
基置換ポリシラザンは、加湿によるシリカ転化効率が特
に有効である。従って、シリカ膜の形成には加熱、水蒸
気酸化、または加熱、水蒸気酸化および空気雰囲気下加
熱の組み合わせの何れの方法を用いてもよい。特に触媒
としてトリメチルアミンの５wt% 水溶液の蒸気（無相）
にポリシラザン塗布液（ポリシラザンのＭｎ１００〜５
００００）を２５℃で２分気相接触後、９５℃８０％Ｒ
Ｈ雰囲気下に５分保持することによりシリカ質セラミッ
クが形成される。この方法は前記プラスチック長尺フィ
ルム等へ連続塗布硬化によるセラミックシリカ層形成が
可能になる。

【００５７】また、例えばＭｎ１００〜５００００のポ
リシラザンとアセチルアセトナト錯体（Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ａｌ、Ｒｈ等）を加熱反応して得られるグリシドー
ル／ポリシラザン原子比が１．０×１０^-6 〜２の範囲
内かつＭｎが約２００〜５０万の上記錯体付加ポリシラ
ザン流体を５０〜３５０℃で低温焼成する方法や、０．
５μm 以下の金属（Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等）をＭｎ
１００〜５００００のポリシラザンに加え、１５０〜３
７０℃で低温焼成することにより、シリカセラミック膜
が得られる。この場合、Ｎ₂ またはＮＨ₃ 含有雰囲気下
で２５０℃以上で焼成すると、一部窒化ケイ素化された
化学量論組成からは多少ずれるがＳｉＯ _xＮ層や、Ｓｉ
Ｎ_y層に近い膜（ＳｉＯ_xＮ_y ：Ｏ／（Ｏ＋Ｎ）が約５０
〜８０％）に転化し、膜厚の薄い層でもパッシベーショ
ン性が向上する。

【００５８】また、特開平１０−１９４８７３号公報に
記載されている窒化ケイ化膜を用いることもできる。す
なわち、アンモニアやヒドラジンを用い、ポリシラザン
を脱水素縮合したＭｎ＝５００〜１０，０００の改質ポ
リシラザンの２０wt％キシレン溶液をスピンコーターで
０．３μm 厚に塗布し、ホットプレート（１００℃）で
乾燥後、真空加熱炉中で０．００１Paの真空下、６００
℃で３０分ベーキングすることにより、膜厚０．１μm
のさらに緻密でパッシベーション性の良い窒化ケイ化膜
が得られる。

【００５９】ポリシラザン含有液を塗工する手段として
は特に制限されず、公知〜周知の方法を採用できる。た
とえば、ディッピング法、フローコート法、スプレー
法、バーコート法、グラビアコート法、ロールコート
法、ブレードコート法、エアーナイフコート法、スピン
コート法、スリットコート法、マイクログラビアコート
法等の方法を採用できる。塗工後被覆組成物が溶剤を含
んでいる場合は乾燥して溶剤を除き、有機ポリシラザン
含有系については、次いで、必要により紫外線等を照射
して硬化させ、加熱してまたは室温に放置して硬化させ
る。アミン類や酸類の水溶液や蒸気に接触させて硬化を
促進することもできる。

【００６０】なお、ウェット膜厚は最終膜厚に対して２
０〜３０％程度厚くなる。

【００６１】特に、エチレン不飽和二重結合を有するア
クリル系樹脂を含有する有機ポリシラザンにおいては、
シリカ膜を形成する際に、紫外線、電子線などの活性エ
ネルギー線を照射してもよい。特に、塗膜中に光重合開
始剤を含有している場合には、この光重合開始剤を励起
させるのに必要な波長の光、例えばＵＶ光を照射するこ
とが必要である。また、光重合開始剤を含有していない
場合でも電子線を照射することにより反応が促進し、有
機ポリマーとハイブリッド化された緻密なシリカ膜が得
られ易くなる。

【００６２】ポリシラザンを硬化させる活性エネルギ線
としては特に紫外線が好ましい。しかし、紫外線に限定
されず、電子線やその他の活性エネルギ線を使用でき
る。紫外線源としてはキセノンランプ、パルスキセノン
ランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタ
ルハライドランプ、カーボンアーク灯、タングステンラ
ンプ等を使用できる。

【００６３】さらに、シリカ膜を形成する際および／ま
たは形成後にプラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処
理を行うことにより、表面がアッシングされ清浄化され
ると共に、さらに化学量論組成に近いシリカ膜が得られ
る。プラズマ処理は、Ｏ₂ プラズマ処理が好ましい。

【００６４】本発明のシリカ膜は、基板、蛍光性物質を
含む蛍光変換層、カラーフィルター層、被覆層等との接
着性を改善するために下地層を有していてもよい。

【００６５】この下地層は、透光性、絶縁性、耐熱性を
有し、基板、蛍光性物質を含む蛍光変換層、カラーフィ
ルター層、被覆層等との接着性が良好なものであれば特
に限定されるものではないが、共有結合で連結されてい
る有機−無機ハイブリッド樹脂層、または極微粒子が高
充填されている樹脂層が好ましい。

【００６６】共有結合で連結されている有機−無機ハイ
ブリッド樹脂層としては、例えば以下のものがある。

【００６７】（１）ウレタンアクリレート（１分子当た
り平均１５個のアクリロイル基含有）１０g と、ペルヒ
ドロポリシラザンのキシレン溶液（固形分２０重量％、
数平均分子量Ｍｎ≒１０００、東燃製、商品名：Ｌ１１
０）１５g を加え、常温で１時間程度撹拌した組成物
（ここで、ウレタンアクリレートは光重合開始剤として
２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィ
ンオキシド：１５０mg、ＵＶ吸収剤として、２−ヒドロ
キシ−５−（２−アクリロイルオキシエチル）フェニル
ベンゾトリアゾール：１０００mg、光安定剤として、ビ
ス（１−オクチルオキシ−２，２，６，６−テトラメチ
ル−４−ピペリジル）セバネート：２００mgを酢酸ブチ
ル：３０g に溶解した溶液よりなる）をドクターブレー
ド等で数μm塗布し、溶剤乾燥後、高圧水銀灯を用い、
３０００mJ/cm² 、波長：３００〜３９０nmで空気雰囲
気中でＵＶ照射して得られた透明硬化物。

【００６８】（２）ＪＳＲ（株）製、光学部品用ＵＶ／
ＥＢ硬化型樹脂（Ｚシリーズ）系では、特に可視光波長
と対比し、より小さい粒子径０．０１μm （１０nm）の
ＳｉＯ ₂ 粒子に、感光性のアクリロイル基を導入したDe
solite Z7500シリーズ（Z7501、Z7503、KZ71714）等の
有機／無機ハイブリッド材の有機溶媒含有タイプをスピ
ンコートし、その塗膜を乾燥した後、１．０J/cm² でＵ
Ｖ硬化した樹脂層。

【００６９】（３）触媒化成工業（株）製、ジルコニア
が修飾されたポリシルセスキオキサン（商品名：ＺＲ
Ｓ、一部Ｚｒ置換、ＳｉＯ骨格の環構造側鎖に、Ｒ−、
ＲＯ−基を有するラダー構造類似ポリマー）の熱硬化型
有機−無機ハイブリッド樹脂。

【００７０】さらに、上記下地層（１）、（２）および
（３）のいずれかを形成した後、酸素プラズマ処理を施
すことにより、下地層がよりシリカ質に近いものとな
り、上層のポリシラザン転化層を形成する際、両者界面
の親和性改善によるカバレージも良好となり、下地層の
パッシベーション性向上効果が上乗せされる。

【００７１】極微粒子が高充填されている樹脂層として
は、樹脂材料にアクリル性二重結合を有するＵＶ／ＥＢ
硬化、有機過酸化物熱硬化樹脂、エポキシ環の開環重合
熱硬化樹脂、アルミニウムキレート化合物を縮合反応触
媒としてアルコキシシリル基含有アクリル樹脂との共縮
合樹脂、無黄変イソシアネート基含有ウレタンポリマー
と、ヒドロキシアクリレート樹脂や、ポリエステル、ポ
リエーテル（系水酸基含有ポリオール）プレポリマーと
の縮合透明ポリウレタン樹脂等の１種または２種以上を
用いたものが好ましい。この樹脂中に高充填される極微
粒子としては、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、Ｃｅ₂
Ｏ₃ 、ＳｉＯ、ＳｉＯ_xＮ_y 、Ｓｉ₃Ｎ₄等を挙げること
ができ、特にＳｉＯ₂ 微粒子、ＳｉＯ_xＮ_y 微粒子等が
好ましい。この極微粒子の平均１次粒径は、０．００５
〜１．０μm 程度が好ましい。

【００７２】これらの下地層の膜厚は、０．０５〜１０
μm 程度が好ましい。

【００７３】本発明のシリカ膜は、オーバーコート層を
用いることなく、直接カラーフィルター層、蛍光変換層
等の上に形成することで、良好な平坦性を得ることがで
きる。この場合、得られる表面粗さとしては、Ｒmax ３
０nm以内である。

【００７４】また、シリカ膜の発光光の透過率は、好ま
しくは６０％以上、より好ましくは７０％以上、特に８
０％以上であることが好ましい。透過率が低くなると、
発光層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要
な輝度が得られなくなる傾向がある。

【００７５】このほか、無機系の紫外線吸収性の微粒子
（好ましくは酸化亜鉛（ＺｎＯ）微粒子）をシリカ膜中
に含有させる場合は、これらが塗布液中に添加される。
微粒子の大きさは、平均粒径で０．０１〜０．５μm で
あることが好ましく、ポリシラザンの約２５〜３５vol
％を含むことが好ましい。

【００７６】ＺｎＯはＣｄＳ等の無機半導体粒子と異な
り、無公害で、かつ有機物系と比較して、各環境下での
耐久性が安定である。このほか、有機物系の紫外線吸収
剤として好ましいものもあり、このようなものとして
は、反応型紫外線吸収剤とポリマーとを組合せたポリマ
ー型のものが好ましい。

【００７７】例えば、反応型紫外線吸収剤としては、下
記構造のものがあり、ＲＵＶＡ−９３（大塚化学（株）
製）として市販されている。

【００７８】また、ＭＭＡやスチレンとの共重合ポリマ
ーとしても市販されている。このようなものとしては、
例えばＰＵＶＡ−３０Ｍ、ＰＵＶＡ−３０Ｓ（いずれも
大塚化学（株）製）があり、さらに使用目的に応じＰＵ
ＶＡ−３０Ｍ−３０Ｔ、ＰＵＶＡ−５０ＭＢＡ−３０
Ｔ、ＰＵＶＡ−５０ＭＥＨ（いずれも大塚化学（株）
製）などとして市販されている。

【００７９】これらの有機物系の紫外線吸収剤はシリカ
膜と積層して用いられ、その膜厚は１〜１５μm 程度で
ある。

【００８０】さらに紫外線吸収剤としては紫外線長波長
蛍光変換性有機化合物ないし有機金属錯体分子を用いる
ことができ、このようなものとしては、［Ｔｂ（ｂｐ
ｙ）₂］Ｃｌ₃・ｘＨ₂Ｏ（ｂｐｙ＝２，２’−ビピリジ
ン）、［Ｔｂ（ｐｈｅｎ）₂］Ｃｌ₃・ｘＨ₂Ｏ（ｐｈｅ
ｎ＝１，１０−フェナンスロリン）、等の希土類平面錯
体や下記構造のシンメトリジシアノピラジン誘導体等も
有効である。

【００８１】ポリシラザンは、前述のとおり、セラミッ
ク前駆体ポリマーであり、これを用いてシリカ膜を形成
するには、大気焼成で４５０℃以上を要するが、ポリシ
ラザンのウェット状態の塗膜を、酸化、すなわち触媒存
在下に水蒸気酸化を組み合わせることで１００℃以下で
も緻密なシリカ膜が得られ、プラスチックフィルム等の
耐熱性の低い基板にも成膜できる。特に触媒としてトリ
メチルアミンの５wt%水溶液の蒸気（気相）にポリシラ
ザン塗布液（ポリシラザンのＭｎ１００〜５００００）
を２５℃で２分気相接触後、９５℃８０％ＲＨ雰囲気下
に５分保持することによりシリカ質セラミックが形成さ
れる。この方法は前記プラスチック長尺フィルム等へ連
続塗布硬化が可能になる。また、例えばＭｎ１００〜５
００００のポリシラザンとアセチルアセトナト錯体（Ｎ
ｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｒｈ等）を加熱反応して得られ
るグリシドール／ポリシラザン原子比が１．０×１０^-6
〜２の範囲内かつＭｎが約２００〜５０万の上記錯体付
加ポリシラザン流体を５０〜３５０℃で低温焼成する方
法や、０．５μm 以下の金属（Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉ
等）をＭｎ１００〜５００００のポリシラザンに加え、
１５０〜３７０℃で低温焼成することにより、シリカセ
ラミック膜が得られる。具体的な操作は公知の方法によ
る。

【００８２】なお、ウェット膜厚は最終膜厚に対して２
０〜３０％程度厚くなる。

【００８３】上述のように、樹脂基材上にシリカ膜を有
する本発明の発光素子は、樹脂基材とシリカ膜とでなる
ものもあるが、樹脂基材とシリカ膜とでなるものを保護
部材や反射防止膜あるいは構成部材として有していても
よい。あるいは、基材および基材上に形成される種々の
機能を有する下地層と、さらにその上に形成される機能
性膜とのパッシベーション部材として有する場合もあ
る。

【００８４】また、ＥＬ素子発光寿命がそれほど厳しく
ない用途では、ポリフッ化ビニリデン、ＥＴＦＥ、ＰＣ
ＴＦＥ等の水蒸気バリアー性の高いフッ素系フィルム
（旭硝子方式ＣＳ処理を表面に施し）、部分メチル置換
ポリシラザン（厚さ１μm 以上）転化、微少メチル基含
有シリカ成膜フィルムでパッケージフィルムとして、特
にフィルム基材を使用したフレキシブルＥＬ素子全体を
包むパッケージフィルムとして使用することもＥＬ素子
の信頼性向上に有効である。

【００８５】本発明の発光素子を用いたカラーディスプ
レイの構成例を図１に示す。図１に示されるカラーディ
スプレイは、基板１上に、蛍光性物質を含む蛍光変換層
および／またはカラーフィルター層２と、バリヤー層３
と、電子注入電極、ホール注入電極、発光層等を含む発
光素子構造体４とを順次有する。蛍光変換層および／ま
たはカラーフィルター層は、必要に応じて、二層以上で
あってもよい。また、必要に応じて発光素子構造体４を
封止するための、封止板５を有していてもよい。

【００８６】本発明の発光素子は、発光した光を、好ま
しくは蛍光変換層および／またはカラーフィルター層を
通して基板側から取り出す。

【００８７】［有機ＥＬ素子］発光素子構造体として好
ましい有機ＥＬ構造体は、通常、第１の電極であるＩＴ
Ｏ等のホール注入電極（陽電極）と、ホール注入輸送
層、発光層、電子注入輸送層等の有機層、および電子注
入電極（陰電極）が順次積層された構造となっている。
また、その下地として、カラーフィルター層、蛍光変換
層、オーバーコート層を有していてもよい。

【００８８】カラーフィルター層には、液晶ディスプレ
イ等で用いられているカラーフィルターを用いればよい
が、有機ＥＬ素子の発光する光に合わせてカラーフィル
ターの特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化す
ればよい。このときカットする光は、緑の場合５６０nm
以上の波長の光および４８０nm以下の波長の光であり、
青の場合４９０nm以上の波長の光であり、赤の場合５８
０nm以下の波長の光である。このようなカラーフィルタ
ーを用いて、ＮＴＳＣ標準、あるいは現行のＣＲＴの色
度座標に調整することが好ましい。このような色度座標
は、一般的な色度座標測定器、例えばトプコン社製のＢ
Ｍ−７、ＳＲ−１等を用いて測定できる。カラーフィル
ター層の厚さは０．５〜２０μm 程度とすればよい。

【００８９】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしてもよい。

【００９０】蛍光変換層は、ＥＬ発光の光を吸収し、蛍
光変換層中の蛍光体から光を放出させることで、発光色
の色変換を行うものである。組成としては、バインダ
ー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成される。

【００９１】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いればよく、ＥＬ発光波長域に吸収が強いこ
とが好ましい。具体的には、蛍光スペクトルの発光極大
波長λmax が５８０〜６３０nmである蛍光物質が好まし
い。実際には、レーザー用色素などが適しており、ロー
ダミン系化合物、ペリレン系化合物、シアニン系化合
物、フタロシアニン系化合物（サブフタロシアニン等も
含む）、ナフタロイミド系化合物、縮合環炭化水素系化
合物、縮合複素環系化合物、スチリル系化合物等を用い
ればよい。

【００９２】バインダーは、基本的には蛍光を消光しな
いような材料を選べばよく、フォトリソグラフィー、印
刷等で微細なパターニングができるようなものが好まし
い。また、陽電極であるＩＴＯ、ＩＺＯの成膜時にダメ
ージを受けないような材料が好ましい。

【００９３】光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りな
い場合に用いるが、必要のない場合は用いなくてもよ
い。光吸収材料は、蛍光材料の蛍光を消光しないような
材料を選べばよい。

【００９４】このような蛍光変換フィルター層を用いる
ことによって、ＣＩＥ色度座標において好ましいｘ、ｙ
値が得られる。また、蛍光変換フィルター層の厚さは
０．５〜２０μm 程度とすればよい。

【００９５】オーバーコート層は、本発明では特に設け
る必要はなく、直接カラーフィルター層、蛍光変換層上
にシリカ膜を形成することにより、オーバーコート層の
機能を兼用することができる。必要によりオーバーコー
ト層を設ける場合、熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹
脂が好ましく、特に熱硬化型樹脂が硬化の際の熱によっ
て有機層表面がより平坦化されるので好ましい。中で
も、ポリシルセスキオキサン樹脂（ラダーシリコン樹
脂）、アクリル樹脂が特に好ましい。樹脂は一種を用い
ても、二種以上を併用してもかまわない。オーバーコー
ト層は、通常、基板、蛍光変換層および／またはカラー
フィルター層上に塗布し、熱硬化または紫外線硬化して
成膜する。通常の熱硬化型樹脂の硬化温度は１４０〜１
８０℃程度である。紫外線硬化型樹脂の場合、通常、積
算光量が１０００〜１００００mJとなるようにＵＶ光を
照射する。

【００９６】また、液晶表示用カラーフィルターを転用
する場合、その表面の粗さがＡＦＭで測定してＲmax ３
０nm以下で、単発的であっても３０nmを大きく超える様
な凹凸欠陥は、僅かでも存在してはならない。そのよう
な大きな突起を生じないように、先に述べてきた１μm
以上の厚さの表面平坦化オーバーコート層を設けること
も、”ブラックスポット”、”ショート”等画質劣化対
策上有効である。

【００９７】次に、本発明の発光素子として好ましい有
機ＥＬ構造体について説明する。有機ＥＬ構造体は、図
１に示したように、通常シリカ膜上に積層される。その
構成の一例を示すと、透明電極である陽電極、ホール注
入輸送層、発光層、電子注入輸送層、陰電極が順次積層
された構造となっている。

【００９８】本発明の有機ＥＬ構造体は、上記例に限ら
ず、種々の構成とすることができ、例えば、電子注入・
輸送層を省略し、あるいは発光層と一体としたり、ホー
ル注入輸送層と発光層とを混合してもよい。また、発光
層は２層以上あってもよい。

【００９９】陰電極および陽電極は蒸着法やスパッタ法
等により、発光層等の有機物層は真空蒸着等により成膜
することができる。これらの膜は、それぞれ、必要に応
じてマスク蒸着、または、膜形成後にエッチングするな
どの方法でパターニングでき、これによって、所望の発
光パターンを得ることができる。

【０１００】次に、本発明の有機ＥＬ素子に設けられる
有機物層について述べる。

【０１０１】この有機層には発光層が含まれる。発光層
は、少なくとも発光機能に関与する１種類、または２種
類以上の有機化合物薄膜の積層膜からなる。

【０１０２】発光層は、ホール（正孔）および電子の注
入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合によ
り励起子を生成させる機能を有する。発光層には、比較
的電子的にニュートラルな化合物を用いることで、電子
とホールを容易かつバランスよく注入・輸送することが
できる。

【０１０３】発光層は、必要により、狭義の発光層の
他、さらにホール注入輸送層、電子注入輸送層等を有し
ていても良い。

【０１０４】ホール注入輸送層は、ホール注入電極から
のホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送
する機能および電子を妨げる機能を有するものであり、
電子注入輸送層は、電子注入電極からの電子の注入を容
易にする機能、電子を安定に輸送する機能およびホール
を妨げる機能を有するものである。これらの層は、発光
層に注入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再
結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。

【０１０５】発光層の厚さ、ホール注入輸送層の厚さお
よび電子注入輸送層の厚さは、特に制限されるものでは
なく、形成方法によっても異なるが、通常５〜５００nm
程度、特に１０〜３００nmとすることが好ましい。

【０１０６】ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸
送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光
層の厚さと同程度または１／１０〜１０倍程度とすれば
よい。ホール／電子の注入層と輸送層とを分ける場合
は、注入層は１nm以上、輸送層は１nm以上とするのが好
ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通
常、注入層で５００nm程度、輸送層で５００nm程度であ
る。このような膜厚については、注入輸送層を２層設け
るときも同じである。

【０１０７】有機ＥＬ素子の発光層には、発光機能を有
する化合物である蛍光性物質を含有させる。このような
蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９
２号公報に開示されているような化合物、例えばキナク
リドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択
される少なくとも１種が挙げられる。また、トリス（８
−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノールま
たはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノ
リン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセ
ン、ペリレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘導体
等が挙げられる。さらには、特開平８−１２６００号公
報に記載のフェニルアントラセン誘導体、特開平８−１
２９６９号公報に記載のテトラアリールエテン誘導体等
を用いることができる。

【０１０８】また、それ自体で発光が可能なホスト物質
と組み合わせて使用することも好ましく、ドーパントと
しての使用も好ましい。このような場合の発光層におけ
る化合物の含有量は０．０１〜１０体積% 、さらには
０．１〜５体積% であることが好ましい。特にルブレン
系では、０．０１〜２０体積％が好ましい。ホスト物質
と組み合わせて使用することによって、ホスト物質の発
光波長特性を変化させることができ、長波長に移行した
発光が可能になるとともに、素子の発光効率や安定性が
向上する。

【０１０９】ホスト物質としては、キノリノラト錯体が
好ましく、さらには８−キノリノールまたはその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体としては、特開昭６３−２６４６９
２号、特開平３−２５５１９０号、特開平５−７０７７
３号、特開平５−２５８８５９号、特開平６−２１５８
７４号等に開示されているものを挙げることができる。

【０１１０】具体的には、まず、トリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネ
シウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜
鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、
トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−
８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−
キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−
８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜
鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メ
タン］等がある。

【０１１１】また、８−キノリノールまたはその誘導体
のほかに他の配位子を有するアルミニウム錯体であって
もよく、このようなものとしては、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム(III)
、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（オルト−
クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（メタークレゾラト）アルミニウム
(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ
−クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル
−８−キノリノラト）（オルト−フェニルフェノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノ
ラト）（メタ−フェニルフェノラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）（２，３−ジメチルフェノ
ラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キ
ノリノラト）（２，６−ジメチルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（３，４−ジメチルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（３，５−ジメ
チルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２，６−ジフェニルフェノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラ
ト）（２，４，６−トリフェニルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（２，３，６−トリメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（２，
３，５，６−テトラメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（１−ナ
フトラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）
（オルト−フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，
４−ジメチル−８−キノリノラト）（メタ−フェニルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジメチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチル−８
−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４−エチ
ル−８−キノリノラト）（パラ−クレゾラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キ
ノリノラト）（パラ−フェニルフェノラト）アルミニウ
ム(III) 、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリ
ノラト）（オルト−クレゾラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−６−トリフルオロメチル−８−キノ
リノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(III) 等が
ある。

【０１１２】このほか、ビス（２−メチル−８−キノリ
ノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス
（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）アルミニウム
(III) −μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キ
ノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス（４−エチル−
２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −
μ−オキソ−ビス（４−エチル−２−メチル−８−キノ
リノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４
−メトキシキノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オ
キソ−ビス（２−メチル−４−メトキシキノリノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（５−シアノ−２−メチル−
８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−
ビス（５−シアノ−２−メチル−８−キノリノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−５−トリフルオ
ロメチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ
−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル
−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 等であっても
よい。

【０１１３】このほかのホスト物質としては、特開平８
−１２６００号公報に記載のフェニルアントラセン誘導
体や特開平８−１２９６９号公報に記載のテトラアリー
ルエテン誘導体なども好ましい。

【０１１４】発光層は電子輸送層を兼ねたものであって
もよく、このような場合はトリス（８−キノリノラト）
アルミニウム等を使用することが好ましい。これらの蛍
光性物質を蒸着すればよい。

【０１１５】また、発光層は、必要に応じて、少なくと
も１種のホール注入輸送性化合物と少なくとも１種の電
子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、
さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが
好ましい。このような混合層における化合物の含有量
は、０．０１〜２０体積% 、さらには０．１〜１５体積
% とすることが好ましい。

【０１１６】混合層では、キャリアのホッピング伝導パ
スができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるた
め、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命
がのびるという利点がある。また、前述のドーパントを
このような混合層に含有させることにより、混合層自体
のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長
を長波長に移行させることができるとともに、発光強度
を高め、素子の安定性を向上させることもできる。

【０１１７】混合層に用いられるホール注入輸送性化合
物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール
注入輸送性化合物および電子注入輸送性化合物の中から
選択すればよい。

【０１１８】電子注入輸送性の化合物としては、キノリ
ン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。

【０１１９】ホール注入輸送層用の化合物としては、強
い蛍光を持ったアミン誘導体、例えばトリフェニルジア
ミン誘導体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮
合環を持つアミン誘導体を用いるのが好ましい。

【０１２０】この場合の混合比は、それぞれのキャリア
移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注
入輸送性化合物／電子注入輸送性化合物の重量比が、１
／９９〜９９／１、さらに好ましくは１０／９０〜９０
／１０、特に好ましくは２０／８０〜８０／２０程度と
なるようにすることが好ましい。

【０１２１】また、混合層の厚さは、分子層一層に相当
する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが
好ましい。具体的には１〜１００nmとすることが好まし
く、さらには５〜６０nm、特には５〜５０nmとすること
が好ましい。

【０１２２】また、混合層の形成方法としては、異なる
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧（蒸
発温度）が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは、樹脂バインダー中に分散させ
てコーティングすることにより、発光層を所定の厚さに
形成する。

【０１２３】ホール注入輸送性化合物としては、例え
ば、特開昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９
１６９４号公報、特開平３−７９２号公報、特開平５−
２３４６８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、
特開平５−２９９１７４号公報、特開平７−１２６２２
５号公報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平８−
１００１７２号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載
されている各種有機化合物を用いることができる。例え
ば、テトラアリールベンジシン化合物（トリアリールジ
アミンないしトリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族
三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、
トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を
有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等であ
る。これらの化合物は、１種のみを用いても、２種以上
を併用してもよい。２種以上を併用するときは、別層に
して積層したり、混合したりすればよい。

【０１２４】電子注入輸送性化合物は、トリス（８−キ
ノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）等の８−キノリ
ノールまたはその誘導体を配位子とする有機金属錯体な
どのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレ
ン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキ
サリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フ
ルオレン誘導体等を用いることができる。

【０１２５】発光層およびホール注入輸送層、電子注入
輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから、
真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用い
た場合、アモルファス状態または結晶粒径が０．２μm
以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．２μm を
超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を
高くしなければならなくなり、電荷の注入効率も著しく
低下する。

【０１２６】真空蒸着の条件は特に限定されないが、１
０^-4 Pa以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１nm
／sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続
して各層を形成することが好ましい。真空中で連続して
形成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げ
るため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低
くしたり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりす
ることができる。

【０１２７】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。

【０１２８】本発明においては、各有機層を塗布法によ
り形成してもよい。有機層を塗布法により形成すること
により、より簡単に素子を形成することができ、生産効
率の向上と、素子の低価格化を図ることができる。特に
マイクログラビア方式等を用い、膜厚が薄く約３０〜１
００nmのＲ，Ｇ，Ｂ各発光層を１００μm 幅程度のスト
ライプ状に１００μm ピッチで塗り分け、基材も前述の
フレキシブルバリアー性フィルムを用いて、ロール ト
ゥ ロールで印刷するために精密な塗工精度制御を用い
る方法が好ましい。

【０１２９】発光層に用いられる有機ＥＬ用の公知の高
分子発光材料としては、例えば、ポリチオフェン誘導
体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘
導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等を挙げ
ることができ、より具体的にはポリ（２−デシルオキシ
−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、ポリ［２，
５−ビス［２−（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウ
ム）エトキシ］−１，４−フェニレン−アルト−１，４
−フェニレン］ジブロマイド（ＰＰＰ−ＮＥｔ3+）、ポ
リ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキ
シ−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰ
Ｖ）、ポリ（５−メトキシ−（２−プロパノキシサルフ
ォニド）−１，４−フェニレンビニレン）（ＭＰＳ−Ｐ
ＰＶ）、ポリ［２，５−ビス（ヘキシルオキシ−１，４
−フェニレン）−（１−シアノビニレン）］（ＣＮ−Ｐ
ＰＶ）、ポリ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ）−
５−メトキシ−１，４−フェニレン−（１−シアノビニ
レン）］（ＭＥＨ−ＣＮ−ＰＰＶ）及び、ポリ（ジオク
チルフルオレン）（ＰＤＦ）等が挙げられる。

【０１３０】あるいは、有機ＥＬ用の公知の高分子発光
材料の前駆体として、例えば、ポリ（ｐ−フェニレン）
前駆体（Ｐｒｅ−ＰＰＰ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニ
レン）前駆体（Ｐｒｅ−ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレ
ンビニレン）前駆体（Ｐｒｅ−ＰＮＶ）等を用いること
ができる。

【０１３１】有機ＥＬ用の公知の低分子発光材料と、公
知の高分子材料、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカルバゾ
ール（ＰＶＣｚ）等とを混合して用いてもよい。

【０１３２】また、必要に応じて粘度調整用の添加剤を
用いてもよい。特に、発光層、正孔注入層を１００nm以
下の均一な薄膜印刷により形成する場合、前記発光性ポ
リマーを極めて低濃度に希釈する必要があり、転写パタ
ーンの流れ防止、版から基材への転写性改善のために有
機ＥＬの発光特性に影響を与えないで粘度や溶液の弾性
率を高める微量の増粘剤やゲル化剤を添加剤として用い
てもよい。

【０１３３】公知の高分子電荷輸送材料として、正孔輸
送性材料としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール
誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導
体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導
体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレン
ジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カ
ルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレ
ノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シ
ラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミ
ン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン
系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカル
バゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオ
リゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマ
ー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポ
リフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等
の高分子化合物等電子輸送性材料としてはポリチオフェ
ン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニ
レン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等
が挙げられる。

【０１３４】これら高分子材料を塗布法により形成する
際に用いられる溶剤としては、例えば、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、トリエチレングリコー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレン
グリコールモエチルエーテル、トリエチレングリコール
モノメチルエーテル、トリエチレングリコールモエチル
エーテル、グリセリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキサノン、
１−プロパノール、オクタン、ノナン、デカン、キシレ
ン、ジエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、ニトロベ
ンゼン等が挙げられる。

【０１３５】上記有機材料は、前記塗布溶媒にそれぞれ
の濃度が０．１〜５％（質量百分率）になるよう溶解さ
れることが好ましい。塗布に関しては、スピンコート
法、スプレーコート法、ディップコート法、フレキソグ
ラビア法などあらゆる溶液を用いる塗布法を用いること
ができる。塗布後、前記溶媒の乾操のため、素子をホッ
トプレート等で加熱してもよい。加熱は、有機ＥＬ材料
のＴｇ（ガラス転移温度）以下の温度が好ましく、通常
５０〜８０℃程度の温度であり、減圧下あるいは不活性
雰囲気下の乾燥が好ましい。

【０１３６】有機層１層当たりの厚さは、塗布法による
ときは、０．５〜１０００nmが好ましく、より好ましく
は１０〜５００nmである。また、真空蒸着法等の蒸着法
によるときは、１〜５００nm程度である。

【０１３７】陽電極（ホール注入電極）材料は、ホール
注入層等へホールを効率よく注入することのできるもの
が好ましく、仕事関数４．５eV〜５．５eVの物質が好ま
しい。具体的には、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴ
Ｏ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化イン
ジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃ ）、酸化スズ（ＳｎＯ₂ ）および酸
化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかを主組成としたものが好ま
しい。これらの酸化物はその化学量論組成から多少偏倚
していてもよい。Ｉｎ₂ Ｏ₃ に対するＳｎＯ₂ の混合比
は、１〜２０質量％、さらには５〜１２質量％が好まし
い。また、ＩＺＯでのＩｎ₂ Ｏ₃ に対するＺｎＯの混合
比は、通常、１２〜３２質量％程度である。

【０１３８】ホール注入電極は、仕事関数を調整するた
め、酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）を含有していてもよい。
酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）の含有量は、ＩＴＯに対する
ＳｉＯ₂ の mol比で０．５〜１０％程度が好ましい。Ｓ
ｉＯ₂ を含有することにより、ＩＴＯの仕事関数が増大
する。

【０１３９】光を取り出す側の電極は、発光波長帯域、
通常４００〜７００nm、特に各発光光に対する光透過率
が５０％以上、さらには８０％以上、特に９０％以上で
あることが好ましい。透過率が低くなりすぎると、発光
層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝
度を得難くなってくる。

【０１４０】電極の厚さは、５０〜５００nm、特に５０
〜３００nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制
限はないが、あまり厚いと透過率の低下や剥離などの心
配が生じる。厚さが薄すぎると、十分な効果が得られ
ず、製造時の膜強度等の点でも問題がある。

【０１４１】陰電極は、電子注入性を有する電極として
必要に応じて下記のものを用いることができる。例え
ば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、
Ｂａ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ等の金属元素単体、または安定
性を向上させるためにそれらを含む２成分、３成分の合
金系、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａｇ：０．１〜５０at％）、
Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．０１〜１４at％）、Ｉｎ・Ｍｇ
（Ｍｇ：５０〜８０at％）、Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：０．０
１〜２０at％）等が挙げられる。

【０１４２】また、これらアルカリ金属の一価イオン
（例えばＬｉ，Ｎａ，Ｋ）、アルカリ土類金属の二価イ
オン（例えばＰｔ，Ｚｎ）、三価イオン（例えばＡｌ，
Ｉｎ）は、酸素の錯体（例えばアセチルアセトン、酢
酸、シュウ酸等）と比較的安定な錯体を作り、これらを
溶液に溶解して塗布し、薄層の陰極を形成してもよい。

【０１４３】陰電極薄膜の厚さは、電子注入を十分行え
る一定以上の厚さとすれば良く、０．１nm以上、好まし
くは０．５nm以上、特に１nm以上とすればよい。また、
その上限値には特に制限はないが、通常膜厚は１〜５０
０nm程度とすればよい。

【０１４４】さらに、素子の有機層や電極の劣化を防ぐ
ために、素子を封止板等により封止することが好まし
い。封止板は、湿気の浸入を防ぐために、接着性樹脂層
を用いて、封止板を接着し密封する。封止ガスは、Ａ
ｒ、Ｈｅ、Ｎ₂ 等の不活性ガス等が好ましい。また、こ
の封止ガスの水分含有量は、１００ppm 以下、より好ま
しくは１０ppm 以下、特には１ppm 以下であることが好
ましい。この水分含有量に下限値は特にないが、通常
０．１ppm 程度である。

【０１４５】封止板の材料としては、好ましくは上記で
挙げた基材の材料と同様なものである。封止板は、スペ
ーサーを用いて高さを調整し、所望の高さに保持しても
よい。スペーサーの材料としては、樹脂ビーズ、シリカ
ビーズ、ガラスビーズ、ガラスファイバー等が挙げら
れ、特にガラスビーズ等が好ましい。

【０１４６】なお、封止板に凹部を形成した場合には、
スペーサーの好ましい大きさとしては、前記範囲でよい
が、特に２〜８μm の範囲が好ましい。

【０１４７】さらに、その内部に乾燥剤、好ましくはＣ
ａＨ₂ を封入するとよい。

【０１４８】接着剤としては、安定した接着強度が保
て、気密性が良好なものであれば特に限定されるもので
はないが、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ
樹脂接着剤を用いることが好ましい。

【０１４９】［無機ＥＬ素子］発光素子構造体としは、
無機ＥＬ構造体であってもよい。無機ＥＬ素子は、通
常、一対の電極間に無機発光層を配置した構造を有す
る。また、必要により、発光層と電極との間に、絶縁
層、誘電体層を配置してもよい。

【０１５０】無機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素
子の発光層に用いられる材料としては、赤色発光を得る
材料として、ＺｎＳ、Ｍｎ／ＣｄＳＳｅ等、緑色発光を
得る材料として、ＺｎＳ：ＴｂＯＦ、ＺｎＳ：Ｔｂ等、
青色発光を得るための材料として、ＳｒＳ：Ｃｅ、（Ｓ
ｒＳ：Ｃｅ／ＺｎＳ）ｎ、ＧａＣａ₂Ｓ₄：Ｃｅ、ＳｒＧ
ａ₂Ｓ₄：Ｃｅ等を挙げることができる。また、白色発光
を得るものとして、ＳｒＳ：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｍｎ等が知
られている。

【０１５１】通常、ＥＬ蛍光体薄膜は、母体材料に発光
中心を添加する。発光中心は、既存の遷移金属、希土類
を既存の量、添加すればよい。例えば、Ｃｅ，Ｅｕなど
の希土類、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｂｉ，Ａｇ
などを金属または硫化物の形で原料に添加する。添加量
は、原料と形成される薄膜で異なるので、薄膜が既存の
添加量となるように原料の組成を調整する。

【０１５２】これらの材料でＥＬ蛍光体薄膜を形成する
方法としては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、ゾルゲ
ル法、印刷焼成法など既存の方法を用いればよい。

【０１５３】発光層の膜厚としては、特に制限されるも
のではないが、厚すぎると駆動電圧が上昇し、薄すぎる
と発光効率が低下する。具体的には、蛍光材料にもよる
が、好ましくは１００〜１０００nm、特に１５０〜７０
０nm程度である。

【０１５４】高輝度の硫化物蛍光体薄膜を得るために、
必要に応じて、形成しようとする組成の硫化物蛍光体を
６００℃以上の高い温度で形成したり、６００℃以上の
高い温度でアニールすることが好ましい。特に高輝度の
青色蛍光体を得るためには、高温プロセスが有効であ
る。

【０１５５】無機ＥＬ素子の基板は、特に限定されるも
のではないが、上記熱処理温度に耐えうるものが好まし
い。

【０１５６】上記温度に耐えうる耐熱温度ないし融点が
６００℃以上、好ましくは７００℃以上、特に８００℃
以上の基板としては、絶縁性を有し、その上に形成され
る電極層等を汚染することなく、所定の強度を維持でき
るものであれば特に限定されるものではない。具体的に
は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、フォルステライト（２Ｍｇ
Ｏ・ＳｉＯ₂）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）、ム
ライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）、ベリリア（Ｂｅ
Ｏ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（Ｓ
ｉＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ＋ＢｅＯ）等のセラミッ
ク基板を挙げることができる。これらの耐熱温度はいず
れも１０００℃以上である。これらのなかでも特にアル
ミナ基板が好ましく、熱伝導性が必要な場合にはベリリ
ア、窒化アルミニウム、炭化シリコン等が好ましい。

【０１５７】また、このほかに、石英、耐熱性ガラス、
熱酸化シリコンウエハー等を用いることもできる。

【０１５８】電極層、少なくとも基板側に形成され、発
光層と共に熱処理の高温下にさらされる電極層は、主成
分としてシリコンを有するものが好ましい。このシリコ
ン電極層は、多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）であっても、
アモルファス（α−Ｓｉ）であってもよく、必要により
単結晶シリコンであってもよい。

【０１５９】電極層は、主成分のシリコンに加え、導電
性を確保するため不純物をドーピングする。不純物とし
て用いられるドーパントは、所定の導電性を確保しうる
ものであればよく、シリコン半導体に用いられている通
常のドーパントを用いることができる。具体的には、
Ｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｌ等が挙げられ、これらのなか
でも、特にＢ、Ｐ、Ａｓ、ＳｂおよびＡｌが好ましい。
ドーパントの濃度としては０．００１〜５at％程度が好
ましい。

【０１６０】電極層は主成分であるシリコン中に上記不
純物がドーピングされ、導電性が付与され、電極として
機能する。電極層の好ましい抵抗率としては、発光層に
効率よく電界を付与するため、好ましくは１Ω・cm以
下、特に０．００３〜０．１Ω・cmである。電極層の膜
厚としては、好ましくは５０〜２０００nm、特に１００
〜１０００nm程度である。

【０１６１】電極層の形成には、気相堆積法を用いるこ
とができる。また、単結晶基板を用いる場合には、公知
の手法により形成することができ、既に形成された基板
を購入してもよい。気相堆積法としては、スパッタ法や
蒸着法等の物理的気相堆積法や、ＣＶＤ法等の化学的気
相堆積法を挙げることができる。これらのなかでもＣＶ
Ｄ法等の化学的気相堆積法が好ましい。

【０１６２】ＣＶＤ法によりＳｉ層を形成するには、先
ず、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）、塩化ケイ素
等をシリコンソースとし、必要によりシリコン中に他の
元素、具体的には上記ドーパントを含有させるときは、
その塩化物、水素化物、有機物等をソースとする。

【０１６３】シリコンソースとしては、ＳｉＦ₄ 等のフ
ッ化ケイ素、ＳｉＣｌ₄ 等の塩化ケイ素、ＳｉＨ₄ ，Ｓ
ｉ₂Ｈ₆ ，Ｓｉ₃Ｈ₈ ，ＳｉＨ₃Ｃｌ，ＳｉＨ₂Ｃｌ₂ ，Ｓ
ｉＨＣｌ₃ 、ＳｉＣｌ₄ 等のシラン類等を挙げることが
できる。

【０１６４】ドーパントとしては、Ｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓ
ｂ、Ａｌ元素を添加しうるものであれば特に限定される
ものではないが、例えばＡｓＨ₃ 等のアルシン類、ＰＨ
₃ 等のフォスフィン類、ＰＯＣｌ₃ 等のリン酸化合物、
Ｂ₂Ｈ₆ 等のジボラン類、Ａｌ（ＣＨ₃）₃ 、Ｂ（Ｃ
Ｈ₃）₃ 等を好ましく挙げることができる。これらの反
応性ガスは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して
用いてもよい。反応性ガスを２種以上混合して用いる場
合の混合比は任意である。

【０１６５】また、キャリヤガスとしては、Ｈ₂，Ｈ
ｅ，Ａｒ等を用いればよい。反応温度としては、５００
〜１０００℃程度とすればよい。

【０１６６】なお、化学的気相成長法としては、通常の
減圧ＣＶＤ法の他、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ等によ
ってもよい。また、キャリアガスとソースの混合比、流
量等は、薄膜シリコン層の抵抗値等により最適なものに
調整すればよい。

【０１６７】上記ＣＶＤ法の他、物理的気相堆積法とし
て、ＥＢ蒸着法や、ＲＦスパッタ法によってもシリコン
層を形成することができる。

【０１６８】また、上記以外に白金、タンタル、ニッケ
ル、クロム、チタン等の通常用いられている金属電極を
用いてもよい。

【０１６９】また、他の電極層は、発光光を取り出すた
め、所定の発光波長域で透光性を有する透明基板である
ことが好ましい。この場合、ＺｎＯ、ＩＴＯなどの透明
電極を用いることが特に好ましい。ＩＴＯは、通常Ｉｎ
₂ Ｏ₃ とＳｎＯとを化学量論組成で含有するが、Ｏ量は
多少これから偏倚していてもよい。

【０１７０】薄膜ＥＬ素子は、上記電極層と蛍光薄膜
（発光層）との間に、絶縁層を有する。この絶縁層は、
好ましくは上記電極材料構成物質の酸化物により形成さ
れるようにするとよい。電極構成材料の酸化物を形成す
る方法としては、上記電極を形成する際に、Ｏ₂ ガス等
の酸素を含有するガスを導入すればよい。このように、
電極材料を形成する際に、酸素を含有するガスを導入す
るだけで電極から連続的に成膜することができ、製造工
程を簡略化できる。

【０１７１】また、半導体製造工程で用いられている熱
酸化法を用いてもよい。熱酸化法は、ドライＯ₂ 酸化
法、ウエットＯ₂ 酸化法、スチーム酸化法のいずれの手
法を用いてもよい。ドライＯ₂ 酸化法を用いる場合、必
要により酸素中にＰｂ、ＨＣｌ、Ｃｌ₂ 、Ｃ₂ＨＣｌ₃
等を混入してもよい。

【０１７２】このような電極構成材料を用いた絶縁層の
膜厚としては、好ましくは２０〜５００nm、特に５０〜
３００nm程度である。

【０１７３】絶縁層は、電極構成材料の酸化物と異なっ
たものであってもよい。特に上記熱処理されない他の電
極（発光層より上方に形成される）側の絶縁層は、電極
形成工程とは別個に形成される。この場合の絶縁層の抵
抗率としては、１０⁸ Ω・cm以上、特に１０¹⁰〜１０¹⁸
Ω・cm程度である。また、比較的高い誘電率を有する物
質であることが好ましく、その誘電率εとしては、好ま
しくはε＝３〜１０００程度である。

【０１７４】絶縁層を電極と別個に形成する場合の構成
材料としては、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、窒化
シリコン（ＳｉＮ）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）、チタ
ン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃）、酸化イットリウ
ム（Ｙ₂Ｏ₃）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）、チ
タン酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃）、ジルコニア（Ｚｒ₂Ｏ₃）、
シリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮ）、アルミナ
（Ａｌ₂Ｏ₃）、ニオブ酸鉛（ＰｂＮｂＯ₃）等を挙げる
ことができる。また、光透過性を確保するために、Ｓｉ
Ｏ₂ 、ＢａＯ、Ｂ₂Ｏ₃ 、Ａｌ₂Ｏ₃ 、ＣａＯ等を含有す
る透明セラミック層としてもよい。これらの材料で絶縁
層を形成する方法としては、上記電極と同様である。こ
の場合の絶縁層の膜厚としては、好ましくは５０〜１０
００nm、特に１００〜５００nm程度である。

【０１７５】また、必要により電極構成材料の絶縁層を
形成した後、さらに他の材料を用いて絶縁層を２重に形
成してもよい。

【０１７６】

【実施例】次に、実施例を比較例とともに示して本発明
をより具体的に説明する。

【０１７７】［実施例１−１］図１に示すように、基材
１として厚さ２００μm の無色で全光線透過率９０％以
上の透明性を有し、Ｔｇ：２３０℃の耐熱性を有するポ
リエーテルスルホン樹脂シート（住友ベークライト
（株）製、ＦＳ−５３００）を用いた。この基板１の両
面をポリシラザン部分メチル変性体〔構造体中の水素１
０at％置換品〕のジブチルエーテル（ＤＢＥ）２０質量
％溶液（Ｌ７１０、東燃（株）製、Ｐｄ触媒含有品）を
ディップコート法にて両面コートし、熱して乾燥した
後、純水中でバブリングしたエアー（加湿エアー）を２
００℃に保ったクリーンオーブンに供給しながら、オー
ブン中で２時間加熱して水蒸気酸化を行い、次に大気雰
囲気中、２３０℃で１時間加熱処理を行い、基材の両面
に緻密な厚さ約１．２μm の微少のメチル基を含むシリ
カ層を有するフレキシブル透明基板を得た。

【０１７８】次に、この基板上に、青色透過層と、緑色
透過層と、赤色透過層として、富士ハント社製のカラー
フィルターで、カット光が緑は５６０nm以上の波長の光
および４８０nm以下の波長の光、青は４９０nm以上の波
長の光、赤は５８０nm以下の波長の光であるものを用
い、フィルター層２をパターン形成した。

【０１７９】次に、上記と同様なペルヒドロポリシラザ
ン（Ｍｎ＝１０００）のキシレン溶液（濃度２０wt% ：
東燃（株）製Ｌ７１０、数十ÅのＰｄ触媒含有品）の塗
布液を、スピンコーター、ダイコーター、フレキソコー
ター、グラビアコーター等のいずれかの薄層用コーター
により、前記カラーフィルターがパターン形成された基
板上に最終シリカ膜の膜厚で、約０．５μm の厚さが得
られるよう、スピンコーターにて塗布し、熱風乾燥後、
上記基板のときと同様に、水中バブリングエアーを供給
し、クリーンオーブン中で２００℃にて３０分〜１時間
加熱・水蒸気酸化した。次に、この基板をホットプレー
トにて２３０℃、１時間加熱酸化・脱水した。その際、
Ｐｄ触媒を含有しているため、この加熱および水蒸気酸
化によりペルヒドロポリシラザンはシリカ膜に転化し、
そのまま連続して２３０℃で加熱し、完全に水分を除去
し、緻密なシリカ膜を有するバリヤー層３である１．２
μm 厚のシリカ膜を形成した。

【０１８０】さらに、酸素プラズマ（２ｋＷ出力、基板
温度２００℃）で１０分間アッシングした。この処理に
より、カラーフィルターのオーバーコートを兼ねるバリ
ヤー層の表面は、さらに清浄化され、かつより平坦で完
全なａ−ＳｉＯ₂ パッシベーション層３を形成した。

【０１８１】次に、ＩＴＯ透明電極（ホール注入電極）
を膜厚８５nmで６４ドット×７ラインの画素（一画素当
たり１００×１００μm ）を構成するよう成膜、パター
ニングした。そして、パターニングされたホール注入電
極が形成された基板を、中性洗剤、アセトン、エタノー
ルを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上
げて乾燥した。その後、ＵＶ／Ｏ₃ 洗浄を行った。

【０１８２】次いで、基板を成膜室に移動し、真空蒸着
装置の基板ホルダーに固定して、槽内を１×１０^-4 Pa
以下まで減圧した。そして、ホール注入層としてポリ
（チオフェン−2，5−ジイル）を１０nmの厚さに、ホー
ル輸送層兼黄色発光層としてＴＰＤにルブレンを１質量
％の割合でドープしたものを共蒸着で５nmの膜厚に成膜
した。ルブレンの濃度は０．１〜１０質量％程度が好ま
しく、この濃度で高効率で発光する。濃度は発光色の色
バランスより決定すればよく、この後成膜する青色発光
層の光強度と波長スペクトルにより左右される。さらに
青色発光層としても4‘−ビス［（1，2，2−トリフェニ
ル）エテニル］ビフェニルを５０nm、電子輸送層として
Ａｌｑ3 を１０nm成摸した。

【０１８３】次いで、ＡｌＬｉ（Ｌｉ：７at％）を１nm
の厚さに蒸着し、Ａｌ電極層を２００nmの厚さに成膜
し、有機ＥＬ素体４を形成した。有機ＥＬディスプレイ
として封止する前に乾燥剤（ＣａＨ₂ ）をシリコンゴム
に混合して固定化したものを封入し（図示せず）、最後
に厚さ１００μm のＰＣＴＦＥフィルム（実施例２で用
いたＥＴＦＥにUV吸収剤を用いないもの）にＥＶＡをコ
ートしたフィルム５にて封止し、有機ＥＬディスプレイ
を得た。このＰＣＴＦＥフィルムは、ＥＴＦＥより吸水
率、水蒸気透過率の点で優れている。

【０１８４】また、比較サンプルとして、厚さ２００μ
m の無色で全光線透過率９０％以上の透明性を有し、Ｔ
ｇ：２３０℃の耐熱性を有するポリエーテルスルホン樹
脂（ＰＥＳ）シート（住友ベークライト（株）製、ＦＳ
−５３００）を基板としてその上に直接カラーフィルタ
ーを設け、その上にアクリル樹脂、反応性アクリルモノ
マー、光増感剤、重合触媒を含む有機樹脂オーバーコー
ト材を５μm の厚さに塗布し、ＵＶ露光量４００mj/cm²
でＵＶ硬化し、さらに１５０℃に加熱して熱硬化し、
オーバーコート層による平坦化層を形成し、バリヤー層
を形成しないサンプル（サンプル＃Ａ）を作製した。

【０１８５】このようにして作製した各有機ＥＬカラー
ディスプレイに直流電圧を印加し、５０mA/cm² の一定
電流密度で連続駆動させたところ、発明サンプルの輝度
半減時間は４００時間以上であったのに対し、比較サン
プル＃Ａは５０時間以下となってしまった。また、ごく
僅か認められた微少ダークスポットも、本発明サンプル
では４００時間以上経過してもダークスポットの成長は
認められなかった。これに対し、比較サンプル＃Ａでは
５０時間以内で直径約１００μm 以上に大きく成長した
ダークスポットが多数観測された。

【０１８６】この結果から、本発明のバリヤー層を設け
ることにより、従来オーバーコート層とバリヤー層とを
設けていたディスプレイと同等かそれ以上の寿命を有す
ることがわかる。なお、カラーフィルター層と、蛍光変
換フィルター層とを併用した場合にも略同等の結果が得
られた。

【０１８７】なお、得られた有機ＥＬディスプレイは、
比較サンプルを含めて従来のガラス基板、および封止ガ
ラス基板を用いたものと比べて軽量であり、衝撃に対し
てもパネルが割れるような損傷は生じなかった。これに
より、特に携帯機器用ディスプレイとして有効であるこ
とがわかった。

【０１８８】［実施例１−２］基材としてコーニング社
製７０５９ガラス基板を洗浄した後、信越シリコーン社
製ＫＢＭ６０３の０．３％水溶液に浸漬し、水洗してシ
ランカップリング処理を行い、２２０℃、１時間ベーク
処理を行った。

【０１８９】次いで、富士写真フイルム社製、赤色トラ
ンサーフィルムを、１３０℃、ラミ圧２ＭPa、ラミ速度
１．４m/分で基板にラミネートした。その後、トランサ
ーフィルムのベースフィルムを剥離し、赤色用マスクで
マスキングし、超高圧水銀灯を用いて所定の積算光量
（５０〜１００mj/cm² ）となるよう一括露光した。

【０１９０】次に、所定の現像液と現像材を用いたプロ
セスにて赤色画素を形成し、上記超高圧水銀灯にて５０
０mj/cm² の露光量で、ガラス基板裏面と画素形成面の
両面よりポスト露光し、さらにこのガラス基板を２２０
℃、１２０分間ベーキングして赤色画素のカラーフィル
ターを作製した。

【０１９１】さらに、緑色トランサーフィルム、青色ト
ランサーフィルムを用い、上記と同様の作業を行って
赤、緑、青の高精細フルカラー用フィルターを作製し
た。なお、必要により、黒色トランサーフィルムを上記
Ｒ，Ｇ，Ｂカラーフィルターの上にラミネーとし、超高
圧水銀灯（波長カットフィルターを使用し、３６５nmに
て）を用い、積算光量を５０〜１００mj/cm² として、
上記Ｒ，Ｇ，Ｂカラーフィルターの裏面のガラス基板側
より露光すると、ＲＧＢの画素がマスクとなり、裏面露
光され、上記フィルターと同様の操作によりブラックマ
トリクスを形成してもよい。

【０１９２】次に、この基板のフィルター上に、ポリシ
ラザン部分メチル変性体〔構造体中の水素置換率１０at
％〕のキシレン３０質量％溶液（Ｐｄ触媒含有品）を、
スピンコーターを用いて実施例１と同様に塗布し、水蒸
気酸化、ベーキングを施して、０．４μm 厚の高い光透
過率、耐熱性を有し、極めて平坦で緻密なメチル基を微
量含むシリカ膜を得た。

【０１９３】さらにこのシリカ膜の上にメチル基を有し
ない〔−（ＳｉＨ₂−ＮＨ）_m−〕ポリシラザン２０wt％
キシレン溶液をスピンコーターにて塗布し、上記と同一
条件で水蒸気酸化、ベーキングを施して、０．４μm 厚
の高い光透過率、耐熱性を有し、極めて平坦で緻密なシ
リカ膜を得た。

【０１９４】次に、実施例１−１と同様に、酸素プラズ
マアッシング、ホール注入層、発光層その他の構成層
を、ドライプロセスで積層し、有機ＥＬ素子を得た。

【０１９５】ここで、メチル基を含まないポリシラザン
より得られたシリカ膜は、アモルファス無機シリカ膜と
して極めて緻密で、水蒸気、酸素ガス、バリア膜として
ベストであるが、膜厚が０．６μm に達するとクラック
を発生することがある。これに対し、部分メチル化ポリ
シラザン変性対は、膜厚が１．０μm を超えてもクラッ
クが発生せず、下地のフルカラーフィルター表面を平坦
化させ、優れたＥＬ素子を得るために極めて有効であ
る。すなわち、平滑性（ＡＦＭによる凹凸測定でＲmax
２０nm以下）を保つのに有効である。このため、上部に
形成される極めて薄い有機ＥＬ発光層、ＩＴＯ透明電極
薄膜などを、真空プロセスで成膜する際の平坦均一性を
保持し、局部的凹凸に起因する有機ＥＬディスプレイ
の”ダークスポット”、”画面の色むら”防止に有効で
あった。

【０１９６】また、無機アモルファスシリカ膜は、ガス
パッシベイション膜として極めて優れており、有機ＥＬ
ディスプレイの加速寿命劣化評価の高温保持テストで
も、上記”ダークスポット”の発生や、微少ダークスポ
ットの成長を抑え、”画面の色むら”の発生、劣化テス
トによる成長素子に有効であった。

【０１９７】［実施例１−３］図２に示すように、基板
１１としてアルミナ基板を用いた。この基板１１上に、
ＲＦスパッタ法によりＡｌ電極１２を膜厚２００nmで形
成した。次に、ＳｉＯ ₂ ：ＢａＯ：Ｂ₂Ｏ₃ ：Ａｌ₂Ｏ
₃ ：ＣａＯをそれぞれ質量比４５：３０：１２：１で含
有するターゲットを用い、ＲＦスパッタ法にて、投入電
力１．５kw、Ｏ₂２％、０．４Paの条件で、膜厚１００n
mに成膜し、２２０℃で４時間アニールして結晶化し、
ガラスセラミック膜による下部絶縁層１３を形成した。

【０１９８】この上に、基板温度を２００℃とし、ＥＢ
蒸着法によりＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体薄膜（発光層）１４を
６００nm形成した、６００℃、真空中で１０分間アニー
ルした。次に、基板温度を５５０℃とし、ＺｎＳとＳｒ
Ｓをモル比で１：３に混合し、さらにＣｅ₂Ｓ₃ をＳｒ
Ｓに対してＣｅ：０．２ mol%添加し、この母体材料組
成に対しＺｎＳを３３．３％混合したターゲットを用
い、ＡｒガスによりＲＦマグネトロンスパッタリング法
で膜厚６００nmのＳｒＳ：Ｃｅ蛍光体薄膜１４を形成し
た。

【０１９９】次に、上記と同様にしてガラスセラミック
膜による上部絶縁層１５を、ＳｒＳ：Ｃｅ蛍光体薄膜１
４上に１００nm形成した。

【０２００】さらに、ＩＴＯ酸化物ターゲットを用いＲ
Ｆマグネトロンスパッタリング法により、基板温度２５
０℃で、膜厚２００nmのＩＴＯ透明電極１６を所定のパ
ターンに形成し、ＥＬ素体を形成した。

【０２０１】モレキュラーで十分脱水したキシレンを用
い、２０wt％ポリシラザン溶液を精密ダイコーター
〔（株）ヒラノテクシート社製、ＣＡＰコーター〕にて
塗布し、Ｎ₂ 雰囲気下で１００℃でホットプレートにて
乾燥後、プリベークし、真空度０．００１Paに保った真
空加熱炉中で９００℃、３０分間焼成し、ＳｉＮ_x 絶縁
層１７を形成した。

【０２０２】次いで、上記ＳｉＮ_x 絶縁層の膜厚が２０
０nmと薄膜であるため、ポリシラザン部分メチル化変性
体〔構造体中の水素１０at％置換品〕のキシレン３０質
量％溶液（Ｐｄ触媒含有品）を、ダイコーターを用いて
実施例１と同様に塗布し、プリベーク後、３５０℃で１
時間（加熱のみ、加湿なし）ベークして膜厚２．５μm
の微少のメチル基を含むシリカ層１７を形成した。

【０２０３】次いで、実施例１−２と同様にして、ガラ
ス封止板（コーニング社製７０５９基板）２０上に富士
写真フイルム社製、Ｒ，Ｇ，Ｂトランサーフィルムを張
り付け、露光し、さらにベーキングしてカラーフィルタ
ー１９を作製した。

【０２０４】さらに、低融点熱可塑フッ素樹脂ダイニオ
ン（住友３Ｍ社製）ＴＨＶ−４００のＴダイ押し出し成
形フィルム（１００μm 厚）１８を、封止板のカラーフ
ィルター１９と、上記ＥＬ素体のメチル基を含むシリカ
層１７の間に挟み、真空ラミネーターにて１５０℃、１
時間処理して図２に示すようなフルカラー無機ＥＬ素子
を得た。

【０２０５】、得られた構造から真空中で、プローブ電
極を用いて、Ａｌ電極、ＩＴＯ透明電極から電極を引き
出し、１KHzのサイン波交流電界を印加することによ
り、所定の発光が再現良く得られた。

【０２０６】［実施例２−１］コーニング社製７０５９
ガラス基板上に、青色透過層と、緑色透過層と、赤色透
過層として、富士ハント社製のカラーフィルターで、カ
ット光が緑は５６０nm以上の波長の光および４８０nm以
下の波長の光、青は４９０nm以上の波長の光、赤は５８
０nm以下の波長の光であるものを用い、パターン形成し
た。

【０２０７】次に、ペルヒドロポリシラザン（Ｍｎ＝１
０００）のキシレン溶液（濃度２０wt% ：東燃（株）製
Ｌ１１０、数十ÅのＰｄ触媒含有品）の塗布液を、スピ
ンコーター、ダイコーター、フレキソコーター、グラビ
アコーター等のいずれかの薄層用コーターにより、前記
カラーフィルターがパターン形成された基板上にウェッ
ト膜厚で１．５μm の厚さに塗布し、熱風乾燥後、１８
０℃にて３０分〜１時間アニールした。次に、この基板
を連続して９０℃８０％ＲＨ雰囲気条件下で３時間加熱
水蒸気酸化した。その際、Ｐｄ触媒を含有しているた
め、この加熱および水蒸気酸化によりペルヒドロポリシ
ラザンはシリカ膜に転化し、そのまま連続して１１０℃
で加熱し、完全に水分を除去しシリカ膜を有するバリヤ
ー層である１．０μm 厚のシリカ膜を形成した。

【０２０８】さらに、酸素プラズマ（２ｋＷ出力、基板
温度２００℃）で１０分間アッシングした。この処理に
より、カラーフィルターのオーバーコートを兼ねるバリ
ヤー層の表面は、さらに清浄化され、かつより平坦で完
全なａ−ＳｉＯ₂ パッシベーション層を形成した。

【０２０９】次に、ＩＴＯ透明電極（ホール注入電極）
を膜厚８５nmで６４ドット×７ラインの画素（一画素当
たり１００×１００μm ）を構成するよう成膜、パター
ニングした。そして、パターニングされたホール注入電
極が形成された基板を、中性洗剤、アセトン、エタノー
ルを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上
げて乾燥した。その後、ＵＶ／Ｏ₃ 洗浄を行った。

【０２１０】次いで、基板を成膜室に移動し、真空蒸着
装置の基板ホルダーに固定して、槽内を１×１０^-4Pa以
下まで減圧した。そして、ホール注入層としてポリ（チ
オフェン−2，5−ジイル）を１０nmの厚さに、ホール輸
送層兼黄色発光層としてＴＰＤにルブレンを１wt％の割
合でドープしたものを共蒸着で５nmの膜厚に成膜した。
ルブレンの濃度は０．１〜１０wt％程度が好ましく、こ
の濃度で高効率で発光する。濃度は発光色の色バランス
より決定すればよく、この後成膜する青色発光層の光強
度と波長スペクトルにより左右される。さらに青色発光
層としても4‘−ビス［（1，2，2−トリフェニル）エテ
ニル］ビフェニルを５０nm、電子輸送層としてＡｌｑ3
を１０nm成摸した。

【０２１１】次いで、ＡｌＬｉ（Ｌｉ：７at％）を１nm
の厚さに蒸着し、Ａｌ電極層を２００nmの厚さに成膜し
た。最後にガラス封止し、有機ＥＬディスプレイを得
た。

【０２１２】また、比較サンプルとして、カラーフィル
ター上に、アクリル樹脂を５μm の厚さに塗布し、１５
０℃に加熱して熱硬化し、オーバーコート層を形成しバ
リヤー層を形成しないサンプル（サンプル＃Ａ）を作製
した。

【０２１３】このようにして作製した各有機ＥＬカラー
ディスプレイに直流電圧を印加し、５０mA/cm²の一定電
流密度で連続駆動させたところ、発明サンプルの輝度半
減時間は５００時間以上であったのに対し、比較サンプ
ル＃Ａは５０時間以下となってしまった。この結果か
ら、本発明のバリヤー層を設けることにより、従来オー
バーコート層とバリヤー層とを設けていたディスプレイ
と同等かそれ以上の寿命を有することがわかる。なお、
カラーフィルター層と、蛍光変換フィルター層とを併用
した場合にも略同等の結果が得られた。

【０２１４】［実施例２−２］実施例２−１と同様にし
て、ガラス基板上に、カラーフィルター層をパターン形
成した。

【０２１５】次に、実施例２−１で用いたペルヒドロポ
リシラザン（＃Ｌ１１０）のＮＨ₂基の水素をＣＨ₃ に
置換した有機ポリシラザンのキシレン溶液（濃度２０wt
% ：東燃（株）製）の塗布液を、スピンコーターによ
り、前記カラーフィルターがパターン形成された基板上
にウェット膜厚で１．５μm の厚さに塗布し、熱風乾燥
後、１８０℃にて３０分アニールした。

【０２１６】次に、実施例２−１と同様にペルオキシシ
ラザン（Ｄ８２０：東燃（株）製：分子量Ｍｎ＝７０
０、触媒としてトリメチルアミン５wt％が添加されてい
る）をスピンコーターにより、ウェット膜厚で１．５μ
m の厚さに塗布し、熱風乾燥後、１８０℃にて３０分ア
ニールした。

【０２１７】次いで、この基板を連続して９０℃８０％
ＲＨ雰囲気条件下で３時間加熱水蒸気酸化し、シリカ膜
に転化し、そのまま連続して１１０℃で加熱し、完全に
水分を除去しシリカ膜を有する第２のバリヤー層である
０．８μm 厚のシリカ膜を形成した。

【０２１８】さらに、酸素プラズマ（２ｋＷ出力、基板
温度２００℃）で１０分間アッシングした。この処理に
より、カラーフィルターのオーバーコートを兼ねるバリ
ヤー層の表面は、さらに清浄化され、かつより平坦で完
全なａ−ＳｉＯ₂ パッシベーション層を形成した。

【０２１９】得られた２層構造のパッシベーション膜
は、第１層の有機ポリシラザンよりなるメチル基含有の
有機／無機（ＳｉＯ₂ ）ハイブリッドバリヤー層が介在
するため、実施例２−１のパッシベーション膜よりパタ
ーニングされたカラーフィルター表面との”親和
性”、”密着性”が更に向上した。

【０２２０】しかし、上記第１層のみでパッシベーショ
ン膜を構成した場合、加湿耐薬品性加速テストでは、カ
ラーフィルターを形成するときに用いたポジレジストの
残渣を除去する剥離材（有機強アルカリ／ＮＭＰ溶剤使
用）によりバリヤー層が侵され、緻密なＳｉＯ₂ よりな
る第２の層が非常に有効に機能していることが確認され
た。

【０２２１】また、本実施例の第１のバリヤー層の代わ
りに、有機−無機ハイブリッド樹脂層（１）として例示
した、光重合開始剤を含有し、ペルヒドロポリシラザン
と、ＵＶ架橋性アクリレート誘導体の混合物よりなる透
明性硬化物や、同様に（２）、（３）で例示した膜を用
いた場合にも、加湿耐薬品性加速テストでは、加熱剥離
材により侵される傾向を示した。このことから、ＥＬ素
子に用いる場合には、有機層や電極への水分、Ｏ₂ ガ
ス、その他カラーフィルターからのアウトガス等を遮断
する上で本実施例の第２の緻密なＳｉＯ₂ 層が不可欠で
あることがわかった。

【０２２２】次に、実施例２−１と同様にして、ＩＴＯ
透明電極をパターニングし、ホール注入層、ホール輸送
層、電子注入輸送・発光層、ＡｌＬｉ／Ａｌ電極層を成
膜した。最後にガラス封止し、有機ＥＬディスプレイ
（サンプル２）を得た。

【０２２３】このようにして作製した各有機ＥＬカラー
ディスプレイに直流電圧を印加し、５０mA/cm²の一定電
流密度で連続駆動させたところ、輝度半減時間は５００
時間以上であった。この結果から、本発明のバリヤー層
を設けることにより、従来オーバーコート層とバリヤー
層とを設けていたディスプレイと同等かそれ以上の寿命
を有することがわかる。

【０２２４】［実施例２−３］マスクアライメントシス
テムを装備した高周波イオンプレーティング装置に、予
め２００℃、２時間ベーキングしたコーニング社製７０
５９ガラス基板を挿入した。その後、ＲＦ電力２００Ｗ
をイオンプレーティング内のコイルに印加してアルゴン
プラズマを発生させ、イオンボンバードにより基板表面
を洗浄した後、基板温度を５０℃にまで下げた。

【０２２５】次に、有機着色顔料をグラファイトセルに
入れ、１．３３×１０^-6Pa（１０^-4Torr）程度の真空下
で有機顔料を昇華させ、カラーフィルター膜を形成し
た。このとき、プラズマ中を昇華した有機顔料が通過す
る際、プラズマガスに衝突して有機顔料表面が活性化す
るためか、単純な抵抗加熱による蒸着膜に比べると基板
／有機顔料同士での相互作用が働くことにより、基板と
の密着性、平坦性なども含め、良好な膜が得られた。

【０２２６】使用した赤色Ｒと、青色Ｂと、緑色Ｇの有
機顔料は、”ガラス基板に成膜した後の結晶成長による
表面平坦性の粗れ防止”、”カラーフィルターとしての
色調性能”、”基板加熱に対する耐熱性（約２５０℃以
上）”を満足する蒸着し易い有機顔料として、下記のも
のを用いた。なお、耐熱性とは主に、フィルター層上に
形成されるＩＴＯ透明電極膜の、結晶性向上、低抵抗化
を図るために行われる熱アニールに対するものである。

【０２２７】Ｒ：ジケトピロロピロールレッド Ｇ：テトラメトキシバナジルフタロシアニン Ｂ：モノクロール−Ｃｕ−フタロシアニン Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルター層は、それぞれＮｉメタルマス
クにてパターニングした。

【０２２８】このようにして得られたカラーフィルター
は、０．３〜０．７μm の薄膜で、厚み変動も少なく平
坦であり、十分な色度を示すと共に、高い光透過率を有
する優れたカラーフィルターが得られた。

【０２２９】次に、実施例２−１と同様に、ペルヒドロ
ポリシラザンのキシレン溶液（東燃（株）製Ｌ１１０）
の塗布液をジブチルエーテルにて希釈し、（株）ヒラノ
テクノシード製、薄膜塗工装置（ＣＡＰコーター）にて
オーバーコートし、実施例２−１と同一条件で加湿、加
熱し、１．５μm 厚のａ−ＳｉＯ₂ 層をフィルター層上
に形成した。

【０２３０】さらに、実施例２−１と同様にして酸素プ
ラズマでアッシングし、ＳｉＯ2 層の表面をより完全な
ａ−ＳｉＯ2 パッシベーション層とした。厚み変動もＲ
ａ３０nm以内と平坦であった。

【０２３１】次に、実施例２−１と同様にして、ＩＴＯ
透明電極をパターニングし、ホール注入層、ホール輸送
層・発光層、発光層、電子注入輸送、ＡｌＬｉ／Ａｌ電
極層を成膜した。最後にガラス封止し、有機ＥＬディス
プレイ（サンプル３）を得た。

【０２３２】このようにして作製した各有機ＥＬカラー
ディスプレイに直流電圧を印加し、５０mA/cm²の一定電
流密度で連続駆動させたところ、輝度半減時間は５００
時間以上であった。この結果から、本発明のバリヤー層
を設けることにより、従来オーバーコート層とバリヤー
層とを設けていたディスプレイと同等かそれ以上の寿命
を有することがわかる。なお、カラーフィルター層と、
蛍光変換フィルター層とを併用した場合にも略同等の結
果が得られた。

【０２３３】［実施例２−４］実施例２−１で用いたガ
ラス基板に代えて、無色で全光線透過率９０％以上の透
明性を有し、Ｔｇ：２８８℃の耐熱性を有するポリアリ
レート樹脂キャスティングフィルム（ユニチカ（株）
製、ＭＦ−２０００）を用いた。

【０２３４】２００℃、１時間のベーキングを行い、フ
ィルム内の低分子量成分、水分などのアウトガス成分を
除去し、実施例１と同様に、カラーフィルター層をパタ
ーン形成した。

【０２３５】次に、カラーフィルター層のオーバーコー
ト層として、第１層に下記構造を有するジルコニア化学
修飾ポリシルセスキオキサンポリマー（触媒化成工業
（株）製、ＺＲＳ^TM）を、２．５μm 塗布し、２４０
℃、３０分熱硬化した。

【０２３６】

【化６】

【０２３７】次いで、第２層として、実施例２−１と同
様にペルヒドロポリシラザンのキシレン溶液（東燃
（株）製Ｌ１１０）の塗布液をジブチルエーテルにて希
釈し、スピンコーターにより、第１層上にウェット膜厚
で１．５μm の厚さに塗布し、熱風乾燥後、１８０℃に
て３０分間アニールした。次に、この基板を連続して９
０℃８０％ＲＨ雰囲気条件下で３時間加熱水蒸気酸化し
た。

【０２３８】次に、実施例２−１と同様にして、ＩＴＯ
透明電極をパターニングし、ホール注入層、ホール輸送
層・発光層、発光層、電子注入輸送、ＡｌＬｉ／Ａｌ電
極層を成膜した。最後にガラス封止し、有機ＥＬディス
プレイ（サンプル４）を得た。

【０２３９】このようにして作製した各有機ＥＬカラー
ディスプレイに直流電圧を印加し、５０mA/cm²の一定電
流密度で連続駆動させたところ、輝度半減時間は５００
時間以上であった。この結果から、本発明のバリヤー層
を設けることにより、従来オーバーコート層とバリヤー
層とを設けていたディスプレイと同等かそれ以上の寿命
を有することがわかる。

【０２４０】このサンプルは、基板がプラスチックであ
るために軽量であり、ガラスのように脆性破壊の心配も
なく、ある程度の可撓性を有するフィルム状の有機ＥＬ
ディスプレイが得られた。

【０２４１】［実施例３−１］図３に示すように、基板
３１として、ポリカーボネート樹脂ベースを両面ガスバ
リアー層で挟みさらにその片面にＩＴＯ透明電極薄膜を
設けた、帝人 光学導電性フィルム エクリアＨＴ−６
０（光学等方性ポリカーボネートフィルム）を中性洗剤
を用いてスクラブ洗浄した。その後十分に加熱乾燥し、
このＩＴＯ膜をホール注入電極層３２とした。このＩＴ
Ｏ膜の表面抵抗は６０Ω／□であった。

【０２４２】ＩＴＯ電極層３２等が形成された基板の表
面をＵＶ／Ｏ₃ 洗浄した後、レジストを塗布し、フォト
リソ法により１mmピッチのストライプにパターニングし
た。

【０２４３】次いで、ホール輸送層３３を形成した。ホ
ール輸送層は、トルエン溶媒に、ポリ（３，４−エチレ
ンジオキシチオフェン）（ poly(3,4-ethylene dioxith
iophene)／polystylene sulphonate ）ＰＥＤＯＴ／Ｐ
ＳＳを１．５質量％溶解させたものを、スピンコートで
４０nm厚に形成した。

【０２４４】次に発光層３４として、１０〜２５ｇのメ
タノールにつき１ｇのポリマー濃度のポリフェニレンビ
ニレン（ＰＰＶ） ケンブリッジ ディスプレイ テク
ノロジーＬＤＴ製の前駆体メタノール溶液（塗布溶液）
を、前記のＰＥＤＯＴが形成された基板上に均一にスピ
ンコートした。

【０２４５】さらに、電子注入輸送層として、基板を真
空蒸着装置に移し、ＬｉＦを６nmの膜厚に成膜し、続け
て金属Ｃａを６nm成膜した。その後、Ａｌを２００nmの
厚さに蒸着して陰電極３６とした。

【０２４６】Ｐｄ触媒の入ったＮＶ３０％のキシレン溶
解ポリシラザン溶液Ｌ１１０（東燃（株）製）を、Ａｌ
電極、ＩＴＯ電極にリード線を半田付けした上記の本モ
ジュールに対し、EV Groop US Inc 製、またはノードソ
ン社製 精密スプレーコートにより３次元スプレーコー
トにより、１．２μm 厚に塗布し、直ちに乾燥、ベーク
した。これにより前記前駆体ポリマーは、ＥＬ発光特性
ＰＰＶ膜（厚さ２００〜３００nm）に変換された。

【０２４７】このようにして、ポリシラザンディップコ
ートにより、ＳｉＯ_xＮ_y （Ｏ／（Ｏ＋Ｎ）原子比７０
％）１μm の膜厚に封止されたフレキシブルな有機ＥＬ
素子を得た。

【０２４８】得られた有機ＥＬ素子のサンプルに、空気
中で電界を印加したところ、ダイオード特性を示し、Ｉ
ＴＯ側をプラス、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ電極側をマイナス
にバイアスした場合、電流は、電圧の増加とともに増加
し、通常の室内ではっきりとした発光が観察された。ま
た、リーク電流、および選択した電極ライン以外からの
発光は見られなかった。この素子を８０℃の雰囲気で１
００時間加速劣化テストを行った後も輝度の劣化は認め
られず、ダークスポットの発生も確認できなかった。

【０２４９】［実施例３−２］図４に示すように、コー
ニング製１７３７耐熱性無アルカリガラス基板４１の上
にアモルファス・シリコン層をＣＶＤ法により成膜し
た。このアモルファス・シリコン層を熱およびレーザー
アニールにより固相成長させて活性層（ポリシリコン
層）とし、さらにその上にゲート酸化膜となるＳｉＯ₂
層を、例えばプラズマＣＶＤ法により成膜した。このＳ
ｉＯ₂ 層の上に、ゲート電極となるＭｏ−Ｓｉ₂ 層を、
スパッタ法によりした。それからこのＭｏ−Ｓｉ₂ 層お
よび上記で形成したＳｉＯ₂ 層を、例えばドライエッチ
ングによりパターニングし、ゲート電極およびゲード酸
化膜を得た。

【０２５０】次いで、このゲート電極をマスクとしてシ
リコン活性層のソース・ドレイン領域となるべき部分に
イオンドーピング法により、Ｎ型の不純物：Ｐをドーピ
ングした。

【０２５１】次に、これを窒素雰囲気中で約５５０℃で
１０時間加熱して、ドーパントの活性化を行った。さら
に、水素雰囲気中で約４００℃で３０分加熱処理して水
素化を行い、半導体の欠陥準位密度を減少させた。

【０２５２】そして、この基板全体に絶縁層となる第１
のＳｉＯ₂ 層を、厚さ約８０００Å成形した。この絶縁
層となる第１のＳｉＯ₂ 膜４３をエッチングし、コンタ
クト用のホールを形成した。次いで、ドレイン、ソース
配線電極としてＡｌを蒸着し、ＴＦＴアレイ４２を形成
した。

【０２５３】次に、有機ＥＬ素子の形成領域にホール注
入電極となるＩＴＯ４４を成膜し、配線電極と接続し
た。ＩＴＯ４４をパターニングした後、発光領域以外を
覆うように上記同様に第２のＳｉＯ₂ 層４５を１００nm
の膜厚に形成し、パターニングした。

【０２５４】さらに、この第２のＳｉＯ₂ 層４５上に、
素子分離構造体として、ポリイミドを約１〜２μm の厚
さに形成し、パターニングして分離用隔壁４６とした。

【０２５５】次いで、ホール輸送層４７を形成した。ホ
ール輸送層４７は、トルエン溶媒に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳ
Ｓを１．５質量％溶解させたものを、スピンコートで４
０nm厚に形成した。

【０２５６】ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳが塗布された基板を、
８０℃で１時間真空乾燥を行い、その後キシレンを溶媒
にした、ＲＧＢの各発光色に対応した３種類のポリフル
オレン発光層４８をそれぞれ塗布した。このときの、膜
厚は７００nmであった。さらに、８０℃で真空乾燥を１
０分行った。

【０２５７】次いで、基板を真空蒸着装置に移し、無機
電子注入層４９としてＬｉＦを５nmの膜厚に成膜し、続
けてＡｌを２００nmの厚さに蒸着して陰電極５０とし、
実施例３−１と同様にして電子注入電極上に保護膜５１
を形成した。最後にガラス封止して有機ＥＬ素子を得
た。

【０２５８】得られた有機ＥＬ素子のサンプルに、空気
中で電界を印加したところ、各画素はダイオード特性を
示し、ＩＴＯ側をプラス、ＬｉＦ／Ａｌ電極側をマイナ
スにバイアスした場合、電流は、電圧の増加とともに増
加し、各画素から通常の室内ではっきりとした発光が観
察された。また、リーク電流、および選択した電極ライ
ン以外からの発光は見られなかった。

【０２５９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、透光性、
耐熱性、パッシベーション性（ガスバリアー性、オリゴ
マー吐出防止性、アウトガス低減）、耐吸水（湿）性、
化学劣化安定性、寸法形態安定性、表面反射防止性、電
気絶縁性、耐紫外光劣化性、ひいては耐候性に優れ、常
圧下での成膜が可能であるなど生産性に優れた基材、保
護部材を有する発光素子を提供することであり、ひいて
は信頼性が高く、製造が容易で、しかも低コストの発光
素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発光素子である有機ＥＬ素子の基本構
成を示した断面概略構成図である。

【図２】本発明の発光素子である無機ＥＬ素子の基本構
成を示した断面概略構成図である。

【図３】実施例３−１で作製した本発明の発光素子であ
る有機ＥＬ素子の基本構成を示した断面概略構成図であ
る。

【図４】実施例３−２で作製した本発明の発光素子であ
る有機ＥＬ素子の基本構成を示した断面概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 基材 ２ カラーフィルター ３ シリカ膜 ４ 発光素子構造体（有機ＥＬ構造体） ５ 封止板 １１ 基板 １２ 下部電極（Ａｌ電極） １３ 下部絶縁層 １４ 発光層（２層構造） １５ 上部絶縁層 １６ 上部電極（透明電極） １７ バリヤ層（ポリシラザン層、２層構造） １９ カラーフィルター ２０ 封止板

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB04 AB12 AB13 AB15 AB18 BA06 BB01 BB07 CA01 CA05 CA06 CB01 DA01 DA05 DB01 DB02 DB03 EA02 EB00 EB01 FA01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも透光性および耐熱性を有する
   基材と、その上に形成された光透過性を有する下部電極
   と、発光層と、上部電極とを有し、 さらに少なくとも発光層からみて基板側、あるいは基板
   の反対側の双方にポリシラザンを塗布し酸化処理して得
   られたシリカ膜および／またはシリカ系膜を有する発光
   素子。
2. 【請求項２】 前記基材は、ガラスもしくは樹脂材料で
   形成されている請求項１の発光素子。
3. 【請求項３】 少なくとも基材と発光層の間に前記シリ
   カ膜および／またはシリカ系膜を有する請求項１または
   ２の発光素子。
4. 【請求項４】 前記基材上にＴＦＴが形成されており、
   このＴＦＴ上に発光層を有する請求項３の発光素子。
5. 【請求項５】 少なくとも基板の両側に前記シリカ膜お
   よび／またはシリカ系膜を有する請求項１〜４のいずれ
   かの発光素子。
6. 【請求項６】 前記シリカ膜および／またはシリカ系膜
   は、加熱および／または加湿下で酸化処理されている請
   求項１〜５のいずれかの発光素子。
7. 【請求項７】 前記ポリシラザンおよび／またはその変
   性物は、下記構造式で表される構造単位を有する請求項
   １〜６のいずれかの発光素子。 【化１】 〔Ｒ¹ ，Ｒ² およびＲ³ は、アルキル基を表す。但し、
   Ｒ¹ ，Ｒ² およびＲ³の少なくともいずれかは水素原子
   である。〕
8. 【請求項８】 前記アルキル基の総炭素数が６以下であ
   る請求項７の発光素子。
9. 【請求項９】 前記シリカ膜および／またはシリカ系膜
   は、数平均分子量１００〜５００００のポリシラザンお
   よび／またはその変性物がセラミック化された膜である
   請求項７項または８の発光素子。
10. 【請求項１０】 ＥＬ素子である請求項１〜９のいずれ
    かの発光素子。